共鳴Ｘ線散乱による分子性巨大磁気抵抗の解明

• 研究課題/領域番号: 24340084
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 花咲 徳亮 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70292761)
• 研究分担者: 野上 由夫 岡山大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (10202251)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円); 2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
• キーワード: 強相関電子系 / 巨大磁気抵抗 / 電荷秩序 / 分子性伝導体 / フタロシアニン / 共鳴X線散乱 / ラマン散乱

研究成果の概要

フタロシアニン分子系伝導体で観測される巨大磁気抵抗効果の機構解明が本研究の目的である。X線吸収スペクトルが分子（π軌道）の電子数に敏感であるエネルギー領域を見出した。そして、電荷秩序の検出を目指して共鳴X線回折を試みた。また、伝導性π電子と局在性ｄ電子の分子内相互作用が500K以上の強力な強磁性的相互作用である事を明らかにした。これより、局在スピンの磁気秩序が伝導電子の電荷秩序の安定性を制御している事が分かった。局在スピン濃度を調整して、希薄なスピン濃度領域で巨大磁気抵抗を観測した。これは、従来のマンガン酸化物モデルでは説明できず、新しい電子状態が生じている事を指摘した。

研究成果

• [国際共同研究] Friedrich-Schiller-Universität Jena(ドイツ)
• [雑誌論文] Effect of Localized Spin Concentration on Giant Magnetoresistance in Molecular Conductor TPP[FexCo{1-x}(Pc)(CN)2]2” (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Ikeda, A. Kanda, H. Murakawa, M. Matsuda, T. Inabe, H. Tajima, N. Hanasaki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 85 号: 2 ページ: 024713-024713
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.024713
  • NAID: 210000133836
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Observation of all-in type tetrahedral displacements in nonmagnetic pyrochlore niobates (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Torigoe, Y. Ishimoto, Y. Aoishi, H. Murakawa, D. Matsumura, K. Yoshii, Y. Yoneda, Y. Nishihata, K. Kodama, K. Tomiyasu, K. Ikeda, H. Nakao, Y. Nogami, N. Ikeda, T. Otomo, and N. Hanasaki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 93 号: 8 ページ: 085109-085109
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.085109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant ferromagnetic π-d interaction in a phthalocyanine molecule (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Murakawa, Akinori Kanda, Mitsuo Ikeda, Masaki Matsuda, Noriaki Hanasaki
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 5
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.054429
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bistable Multifunctionality and Switchable Strong Ferromagnetic-to-Anti ferromagnetic Coupling in a One-Dimen sional Rhodium(I)-Semiquinonato Complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsumi M., Nishitani T., Yamasaki S., Shimada N., Komatsu Y., Toriumi K., Kitagawa Y., Okumura M., Miyazaki Y., Gorska N., Inaba A., Kanda A., Hanasaki N
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 136 号: 19 ページ: 7026-7037
  • DOI: 10.1021/ja5017014
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-dimensional phthalocyanine-based conductor with S=3/2 isotropic magnetic centers (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.Takita, H.Hasegawa, Y.Takahashi, J.Harada, A.Kanda, N.Hanasaki, and Y.Inabe
  • 雑誌名: Journal of Phthalocyanines and Porphyrins 巻: 18 号: 08n09 ページ: 814-823
  • DOI: 10.1142/s108842461450062x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal-Insulator Transition and Thermoelectric Properties in Hexagonal Barium Titanates (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Tsuchihashi, A.Kanda, H.Murakawa, and N. Hanasaki
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 3
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.017033
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ligand and Charge Dependence for Absorption Edge in XANES spectra of TPP[Fe(Pc)L2]2 systems (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Takahashi, A.Watanabe, K. Niki, N.Hanasaki, A.Kanda, and T.Fujikawa
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 1
  • DOI: 10.7566/jpscp.1.012108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metamagnetic Transition and Its related Magnetocapacitance Effect in Phthalocyanine-Molecular Conductor Exhibiting Giant Magnetoresistance (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Hanasaki,T.Tateishi,H.Tajima, M.Kimata,M.Tokunaga,M.Matsuda,A.Kanda,H.Murakawa,T.Naito, and T.Inabe
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 82 号: 9 ページ: 094713-094713
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.094713
  • NAID: 40019788762
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Torque Experiments on TPP[Fe(Pc)L_2]_2 (L= Br and C1): Antiferromagnetic Short-Range Ordering of d Electrons, Antiferromagnetic o Ordering of π Electrons and Anisotropy Energy (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Torizuka, H.Tajima, M.Inoue, N.Hanasaki, M.Matsuda, D.E.C.Yu, T.Naito, and T.Inabe
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Effect in Hexagonal Tungsten Oxides (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Okusako, T.Tokuyama, Y.Nogami, and N.Hanasaki
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 81 号: Suppl.B ページ: SB028-SB028
  • DOI: 10.1143/jpsjs.81sb.sb028
  • 査読あり
• [雑誌論文] XANES analysis of Phthalocyanine molecular conductor (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Takahashi, T.Konishi, T.Fujikawa, N.Hanasaki, N.Kawamura, M.Mizumaki, M.Matsuda, D.E.C.Yu, T.Naito, T.Inabe, and H.Tajima
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 10 ページ: 92-96
  • NAID: 130004933718
  • 査読あり
• [学会発表] フタロシアニン分子混晶TPP[Cr_{x}Co_{1-x}(Pc)(CN)_{2}]_{2} (0 < x < 1)の合成と磁気抵抗 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石井龍太, 池田光雄, 村川寛, 西美樹, 松田真生, 稲辺保, 花咲徳亮
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-25
• [学会発表] 負の磁気抵抗効果を示すフタロシアニン分子導体TPP[Cr(Pc)(CN)_{2}]_{2}の強磁場下物性測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 池田光雄, 村川寛, 西美樹, 松田真生, 田原大夢, 木田孝則, 萩原政幸, 稲辺保, 花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Effect of Mg substitution in Mg_{1+x}Ti_{2-x}O_{4} (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Inoue, S.Torigoe, H.Murakawa, H.Sakai, and N.Hanasaki
  • 学会等名: International Symposium on Present and Future of Material Science
  • 発表場所: Osaka University
  • 年月日: 2015-11-18
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of Carrier Dopping on Thermoelectric Properties in SnSe (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Katayama, S.Tsuchihashi, H.Li, Y.Aoishi, H.Murakawa, H.Sakai, and N.Hanasaki
  • 学会等名: International Symposium on Present and Future of Material Science
  • 発表場所: Osaka University
  • 年月日: 2015-11-18
  • 国際学会
• [学会発表] Compettition of Magnetoresistance in Phthalocyanine Molecular Conductor (2015)
  • 著者名/発表者名: M.Ikeda, A.Kanda, S.Torigoe, H.Murakawa, M.Matsuda, T.Inabe, H.Tajima, and N.Hanasaki
  • 学会等名: International Symposium on Present and Future of Material Science
  • 発表場所: Osaka University
  • 年月日: 2015-11-18
  • 国際学会
• [学会発表] Nb Tetrahedaral Displacement in Pyrochlore Niobates (2015)
  • 著者名/発表者名: S.Torigoe, Y.Ishimoto, Y.Aoishi, H.Murakawa, D.Matsumura, K.Yoshii, Y.Yoneda, Y.Nishihata, K.Kodama, K.Tomiyasu, K.Ikeda, H.Nakao, T.Otomo, N.Ikeda, Y.Nogami, and N.Hanasaki
  • 学会等名: The 2nd International Symposium of Interactive Material Science Cadet Program
  • 発表場所: Senri Hankyu Hotel
  • 年月日: 2015-11-18
  • 国際学会
• [学会発表] Humidity-Dependent Surface Conductance in Newly Synthesized Organometal Iodine Cr_{2}Pn_{4}I_{6} (2015)
  • 著者名/発表者名: M.Komada, H.Murakawa, and N.Hanasaki
  • 学会等名: The 2nd International Symposium of Interactive Material Science Cadet Program
  • 発表場所: Senri Hankyu Hotel
  • 年月日: 2015-11-18
  • 国際学会
• [学会発表] 巨大熱電変換物質SnSeにおける元素置換効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片山敬介, 土橋誠悟, 青石優平, 村川寛, 花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] 新型分子性ヨウ化物における表面伝導特性の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 駒田盛是, 村川寛, 花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] フタロシアニン分子構造を持つ二核錯体[Mn^{(III)}(Pc)(CN)]_{2}Oの合成と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池田光雄, 村川寛, 松田真生, 花咲徳亮
  • 学会等名: 第９回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] パイロクロア型ニオブ酸化物におけるNb四面体の電荷クラスター状態の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鳥越秀平、青石優平、村川寛、松村大樹、吉井賢資、米田安宏、樹神克明、池田一貴、大友季哉、 中尾裕則、野上由夫、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] 軸性フタロシアニンヨウ化物の伝導特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村川寛、駒田盛是、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] 局在スピン密度の巨大磁気抵抗効果への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池田光雄、神田成慶、村川寛、松田真生、稲辺保、田島裕之、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] 高効率熱電材料SnSeのキャリアドーピング効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土橋誠悟、青石優平、片山敬介、村川寛、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] SnSeの熱電特性の研究と1000K級高温輸送特性測定装置の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 青石優平、土橋誠悟、片山敬介、村川寛、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] Nb Tetrahedral Displacement in Pyrochlore Niobates (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Torigoe, H.Murakawa, Y.Nogami, H.Nakao, K.Kodama, D.Matsumura, K.Yoshii, and N.Hanasaki
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Interactive Materials Science Cadet Program
  • 発表場所: 阪急ホテルエキスポパーク（大阪府・吹田市）
  • 年月日: 2014-11-18
• [学会発表] Magnetic and Electric Properties in a Phthalocyanine Molecular Mixed Crystal Exhibiting Giant Magnetoresistance (2014)
  • 著者名/発表者名: M.Ikeda, A.Kanda, H.Murakawa, M.Matsuda, T.Inabe, H.Tajima, and N.Hanasaki
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Interactive Materials Science Cadet Program
  • 発表場所: 阪急ホテルエキスポパーク（大阪府・吹田市）
  • 年月日: 2014-11-18
• [学会発表] Crystal Growth and Thermoelectric Properties in SnSe (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Tsuchihashi, Y.Aoishi, K.Katayama, H.Murakawa, and N.Hanasaki
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Interactive Materials Science Cadet Program
  • 発表場所: 阪急ホテルエキスポパーク（大阪府・吹田市）
  • 年月日: 2014-11-18
• [学会発表] Magnetic-Field-Induced Suppression of Charge Order in Phthalocyanine- Molecular Conductor (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Hanasaki, A. Kanda, M. Ikeda, H.Murakawa, M.Matsuda, Y.Nogami, H. Tajima, and T. Inabe
  • 学会等名: 5th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors
  • 発表場所: イーグレ姫路（兵庫県・姫路市）
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] Ferromagnetic Intramolecular pi-d Interaction in a Phthalocyanine Molecular Conductor (2014)
  • 著者名/発表者名: M.Ikeda, A.Kanda, H.Murakawa, T.Inabe, H.Tajima, and N.Hanasaki
  • 学会等名: 5th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors
  • 発表場所: イーグレ姫路（兵庫県・姫路市）
  • 年月日: 2014-10-14
• [学会発表] 巨大磁気抵抗効果を示すフタロシアニン分子混晶TPP[Co1-xFex(Pc)(CN)2]2における磁気特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池田光雄、神田成慶、村川寛、松田真生、稲辺保、田島裕之、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県・春日井市）
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] 非対称な軸性フタロシアニン分子の誘電特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村川寛、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県・春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] 巨大磁気抵抗効果を誘起するフタロシアニン分子伝導体の分子内相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 神田成慶，池田光雄，村川寛，松田真生，花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 異種軸配位子を有する鉄フタロシアニン電荷移動錯体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松田真生，浜田佑美，大石寛子，神田成慶，花咲徳亮
  • 学会等名: 日本化学会第94回春季大会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] パイロクロア型ニオブ酸化物におけるニオブ変位の局所秩序 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鳥越秀平、神田成慶、野上由夫、中尾裕則、村川寛、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会年会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 軸配位鉄フタロシアニン系電荷移動錯体への非対称性導入 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田真生、浜田佑美、西美樹、神田成慶、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本化学会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] 軸配位Crフタロシアニン導電体の磁気輸送特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝田悠介、高橋幸裕、長谷川裕之、原田潤、稲辺保、神田成慶、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本化学会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] Magnetic-Field-Induced Suppression of Charge Order in Phthalocyanine-molecular Conductor Exhibiting Giant Magnetoresistance (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Hanasaki, Y.Nogami, M.Matsuda, H.Tajima, and T.Inabe
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2013
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] Thermoelectric Properties in Hexagonal Barium Titanates (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Tsuchihashi, A.Kanda, and N.Hanasaki
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2013
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] Fe K-edge XANES analysis of Dicyano(phthalocyaninato)iron Compounds with multiple scattering theory (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Takahashi, A.Watanabe, K. Niki, N.Hanasaki, and T.Fujikawa
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] マグネットプランバイト型Li2NaxK1-xV10O19の軌道揺らぎによる電子比熱係数の増大 (2013)
  • 著者名/発表者名: 澤井直樹、 徳山達郎、 村川寛、 野上由夫、 中尾裕則、 花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] 軸配位Cr-フタロシアニン部分酸化塩のπ-d 相互作用と磁気抵抗効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝田悠介、高橋幸裕、長谷川裕之、原田潤、稲辺保、神田成慶、花咲徳亮
  • 学会等名: 第７回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ
• [学会発表] Intermolecular Interaction Causing Giant Magnetoresistance in Phthalocyanine-Molecular Conductor (2013)
  • 著者名/発表者名: 神田成慶、花咲徳亮
  • 学会等名: International Research Frontier of Physics, Earth and Space Science
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] Enhancement of Electronic Specific Heat by Trimer Order Melting in Magnetoplumbite-type Vanadium Oxides Li2NaxK1-xV10O19 (2013)
  • 著者名/発表者名: 澤井直樹、花咲徳亮
  • 学会等名: International Research Frontier of Physics, Earth and Space Science
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] マグネトプランバイト型バナジウム酸化物Li_2AV_<10.5>O_<19> (A=Na, K)の伝導特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳山達郎、野上由夫、小池正義、花咲徳亮
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] TbNiC_2のX線磁気散乱 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下村晋、中尾裕則、山本伸樹、野上由夫、花咲徳亮、小坂昌史、小野寺秀也
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 非対称な軸配位子をもつた鉄フタロシアニンの構造と物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜田佑美、大石寛子、松田真生、花咲徳亮、野上由夫
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] X-ray emission and absorption spectra under high magnetic field in molecular conductor TPP[Fe(Pc)(CN)_2]_2 exhibiting giant magnetoresistance (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Hanasaki
  • 学会等名: XAFS15 satellite workshop
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2012-07-19
• [備考] 花咲研究室
  • URL: http://www-gmr.phys.sci.osaka-u.ac.jp/jisseki_h.html
• [備考] 研究室HP
  • URL: http://www-gmr.phys.sci.osaka-u.ac.jp/