遍歴性ルテニウム酸化物の強磁性ゆらぎに起因する量子相転移の研究

• 研究課題/領域番号: 22760516
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 菊川 直樹 独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導物性ユニット, 主任研究員 (00442731)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: ルテニウム酸化物 / 不純物置換効果 / 非磁性不純物効果 / 金属-絶縁体転移 / 巨大磁気抵抗効果 / 単結晶薄膜 / 少数キャリア性電子状態 / 半導体的電気伝導

研究概要

層状ペロフスカイト構造を有するルテニウム酸化物は,ルテニウムの縮退したt_<2g>軌道に起因して,それぞれに磁性や超伝導など,多様な物性が見られる.本研究では,これらルテニウム酸化物の物性を明らかにすべく,特にカルシウム-ルテニウム酸化物に焦点を絞った研究をおこなった.とくに,二層系ルテニウム酸化物であるCa_3Ru_2O_7について,ルテニウム(Ru^<4+>)を同じ価数であり,非磁性と考えられるチタン(Ti^<4+>)に置換し,その金属-絶縁体転移を見いだし,その新規な磁場応答を観測した.

研究成果

• [雑誌論文] Photoanodic properties of pulsed-laser-depositedτ-Fe2O3 electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Cao, T. Kako, N. Kikugawa, J. H. Ye
  • 雑誌名: Journal of Physics D-Applied Physics 巻: 43巻 ページ: 325101-325101
  • 査読あり
• [雑誌論文] An orthophosphate semiconductor with photooxidation properties under visible-light irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Z. G. Yi, Zhiguo, J. H. Ye, N. Kikugawa, T. Kako, S. X. Ouyang, H. Stuart-Williams, H. Yang, J. Y. Cao, W. J. Luo, Z. S. Li, Y. Liu, R. L. Withers
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 9巻 ページ: 559-564
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum phase transitions in NbFe2 and Ca_3Ru_2O_7 (2010)
  • 著者名/発表者名: W. J. Duncan, O. P. Welzel, D. Moroni-Klementowicz, C. Albrecht, P. G. Niklowitz, D. Gruner, M. Brando, A, Neubauer, C. Pfleiderer, N. Kikugawa, A. P. Mackenzie, F. M. Grosche
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B-Basic Solid State Physics 巻: 247巻 ページ: 544-548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoanodic properties of pulsed-laser-deposited α-Fe_2O_3 electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Cao, ら計4名
  • 雑誌名: Journal of Physics D : Applied Physics 巻: 43
  • 査読あり
• [雑誌論文] An orthophosphate semiconductor with photooxidation properties under visible-light irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Z.Yi, ら計12名
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 9 ページ: 559-564
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum phase transitions in NbFe_2 and Ca_3Ru_2O_7 (2010)
  • 著者名/発表者名: W.J.Duncan, ら計13名
  • 雑誌名: Physics Status Solidi B 巻: 247 ページ: 544-548
  • 査読あり
• [学会発表] 非磁性不純物置換したCa_3Ru_2O_7の金属-絶縁体転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊川直樹,小玉恒太,土屋聡,寺嶋太一,宇治進也,前野悦輝
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 非磁性不純物置換したCa_3Ru_2O_7の金属-絶縁体転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊川直樹
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(西宮市)
• [学会発表] Ca_3Ru_2O_7の低キャリア性電子状態とその非磁性不純物効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊川直樹,小玉恒太,土屋聡.宇治進也,前野悦輝, A. P. Mackenzie
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Ca_3Ru_2O_7の低キャリア性電子状態とその非磁性不純物効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊川直樹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山市)
• [学会発表] Photo-induced oxidization properties of a silver orthophosphate under visible-light irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kikugawa, Z. Yi, T. Kako, S. X. Ouyang, J. Cao, N. Umezawa, and J. H. Ye
  • 学会等名: 4^<th> International Workshop on Advanced Ceramics
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2010-12-11