白金族元素と希土類元素がオーダリングしたペロブスカイト酸化物のd-f電子相互作用

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12046203
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 日夏 幸雄 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70271707)
• キーワード: ペロブスカイト / 白金族元素 / 希土類元素 / 酸化物 / 結晶構造 / 反強磁性 / 電子スピン共鳴

研究概要

ペロブスカイトABO_3のBサイトにd電子系である白金族元素(ルテニウム、イリジウム等)と4f電子系である希土類元素を共に含む秩序化ペロブスカイト複合酸化物A_2BB'O_6(A=アルカリ土類金属、B=希土類元素、B'=白金族元素)の新規合成と、構造解析、磁気的性質を研究した。希土類元素とルテニウムをペロブスカイトABO_3(A=Sr)のBサイトに入れた場合、希土類元素は+3価、ルテニウムは+5価の酸化状態で、これらイオンは構造的にオーダリングを起こし、結晶構造は立方晶から単斜に歪んだ構造をとっている酸素定比化合物Sr_2LnRuO_6(Ln:希土類元素)が得られること、また、低温での複雑な磁気的秩序を見い出した。ルテニウムサイトを同じ白金族元素であるイリジウム(5d電子系)に置換すると、磁気転移は見られず、4f-4d電子の相互作用が大きく関与していることがわかった。プラセオジムを含む化合物については、電子スピン共鳴スペクトル(ESRスペクトル)測定を行ない、ESRスペクトルとして、初めて測定でき、4f電子と希土類原子の核スピンとの間に異常に大きな超微細相互作用の存在を見い出した。さらに低温で反強磁性転移を見い出した化合物について中性子回折を行い、その磁気構造(G-type)を決定した。

研究成果

• [文献書誌] M.Wakeshima: "Crystal Structures and Magnetic Properties of Ordered Perovskites Ba_2LnIrO_6 (Ln=Lanthanide elements)"J.Mater.Chemistry. 10. 419-422 (2000)
• [文献書誌] Y.DOi: "Magnetic and Neutron Diffraction Study on Ordered Perovskite Sr_2HoRuO_6"J.Mater.Chemistry. 10. 797-800 (2000)
• [文献書誌] D.Harada: "Magnetic and Neutron Diffraction Study on Iridium(IV) Perovskites Sr_2LnIrO_6 (Ln=Ce,Tb)"J Phys. : Condensed Matter. 12. 3229-3239 (2000)
• [文献書誌] Y.Izumiyama: "Magnetic and Neutron Diffraction Study on Ordered Perovskite Ba_2NdRuO_6"J.Mater.Chemistry. 10. 2364-2367 (2000)
• [文献書誌] K.Tezuka: "Magnetic Susceptibilities and Mossbauer Spectra of Perovskites M_2FeNbO_6 (M=Sr,Ba)"J.Solid State Chemistry. 154. 591-597 (2000)
• [文献書誌] Y.Izumiyama: "Magnetic Properties of the Antiferromagnetic Double Perovskite Ba_2PrRuO_6"J.Phys. : Condensed Matter. 13. 1303-1313 (2001)