| 研究課題/領域番号 |
22H00343
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
石渡 晋太郎 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (00525355)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)
2024年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2023年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2022年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
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| キーワード | スピントロニクス / 高圧合成 / ペロブスカイト型酸化物 / 準安定強相関物質 / らせん磁性 / 第一原理計算 / 強相関電子系 / 遷移金属酸化物 / 異常高原子価鉄酸化物 / トポロジカル磁性 / スピン電荷秩序 / フラストレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超高圧によって安定化される異常高原子価遷移金属酸化物では、磁性イオンのd軌道と酸素p軌道との強い混成を反映した特異な磁性や磁気輸送現象を示す。これらは未知のスピントロニクス機能を示す可能性を秘めているが、高圧合成の困難さ故に戦略的な開拓は進んでいない。本研究では、第一原理計算による構造予測を援用し、異常高原子価状態にある遷移金属や価数不安定性をもつ希土類金属を内包する酸化物及びカルコゲナイド・ニクタイドの高圧合成と、磁場中トランスポート測定による新奇スピントロニクス機能の探索を進める。さらに、放射光X線を用いた結晶構造及び電子状態の解明を通じて、準安定スピントロニクス材料の戦略的開拓を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高圧合成によってトポロジカルらせん磁性などの特異な磁性を示す新たな準安定ペロブスカイト型酸化物を創製した。特に新規Aサイト秩序型ペロブスカイト(Ca,Ba)FeO3の合成は、第一原理計算を活用した合成経路の可視化に基づいて準安定ならせん磁性体を設計開発した先駆的な成果だと言える。また、系統的な高圧合成により、２つの新規ペロブスカイト型酸化物(Sr1-xBax)2/3La1/3FeO3およびBa1-xLaxFeO3を得ることに成功し、メスバウアー分光を含む詳細な物性測定により、らせん磁性と電荷不均化の共存・競合を反映した新たなスピン・電荷秩序状態が実現することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、高圧合成により複数の準安定ペロブスカイト型鉄酸化物を創製し、新たならせん磁性相やスピンと電荷の自由度が共存・競合する磁気相を見出した。特に(Ca,Ba)FeO3系では、第一原理計算に基づく合成経路の可視化を通じて新たなAサイト秩序型構造を得ることに成功しており、これまで主に経験と勘に基づいていた固体化学的物質開拓を革新するという点で、特に学術的意義の大きな成果だと言える。
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