| 研究概要 |
本研究は,本特定研究領域の主たる課題である,電子のスピン・電荷・軌道自由度の結合系として新たな多重自由度量子現象を示す強相関遷移金属酸化物系の物質設計・探索・合成を固体化学的な立場から行うことを目的とする.そのために興味ある化合物群について,結晶構造,組成,状態図の観点から,化学的にキャラクタリゼーションを行い,金属伝導を示す低次元量子スピン系の振る舞いを物性実験的に検証し,物質設計・探索・合成にフィードバックを行う.それによって,新しい金属伝導を示す量子スピン凝縮現象などの新しい多重自由度量子現象を示す物質を見出し創製することを目的に研究を行った.
本年度の結果として,バルク系の研究では,(1)新規超伝導体Cd_2Re_2O_7が銅酸化物高温超伝導体と同様にスピンギャップ的な振る舞いを示すこと(核磁気緩和実験)(2)ホランダイト化合物Bi_xV_8O_<16>において金属・絶縁体転移を示すのは反強磁性スピン揺らぎが重要であること(3)一次元的な電気伝導性を示すNa_3Ru_4O_9が擬ギャップ的振る舞いを伴うスピン一重項転移を示すこと(核磁気緩和実験)(4)一次元的なトリルチル化合物CuSb_2O_6はネールオーダーとコリニアオーダーの量子臨界点近傍にあること(5)一次元強磁性鎖を有する化合物Ca_3CoRhO_6が二次元三角格子特有の部分無秩序反強磁性相を示すこと,を見出した.薄膜を用いた研究においては,(1)基板温度や混晶組成に傾斜をかけたパラレル薄膜合成により,巨大非線型光学機能を有する(Sr, Ca)_2CuO_3やスピン・フラストレーション系Sm_2Mo_2O_7の非平衡エピタキシーに成功し,機能の増大や新規物性の開拓に成功した.また,(2)微細加工により形成した面内方向で強磁性/常磁性/強磁性の配置を持つ(La,Sr)MnO_3細線に電流を流すことで,強磁性部分から常磁性部分に偏極したスピンを注入することによる常磁性-強磁性転移を観測した.
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