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ゼオライトは、シリコン、アルミ、酸素によるゼオライト骨格からなり、ナノメートルサイズの規則的に配列した空洞を有している。この空洞内に多種のガスやアルカリ金属を吸蔵して興味深い性質を示す。LTAと呼ばれるゼオライトでは、カリウムの吸蔵により低温で強磁性的性質が出現する。本研究は、この磁性発現の機構を明らかにすることが目的であった。
本研究の成果・結果を以下に整理する。
1.Kを吸蔵したK型LTAの相図を明らかにした。Kの吸蔵量の増加により質量密度波が発生するが、X線回折実験、中性子回折実験から、質量密度波はKが結晶から抜け出す高温まで安定であり、また強磁性状態の2Kまで安定であることがあきらかになった。
2.Kを吸蔵したK型LTAにおける強磁性的磁化の出現機構を明らかにする目的でμSR実験とNMR実験を行った。ゼロ磁場μSRおよび^<29>Si-NMRの温度依存性から自発磁化の出現が確認され、バルクとしての磁気転移を確認した。
3.NMRとμSRスペクトルの同時解析を行い、可能な磁気構造モデルに到達した。Kイオン濃度の異なる2つのαケージに、それぞれスピンS=0と1をおいた構造であり、磁気秩序相は、FCC構造のS=1の反強磁性を基本としたスピンキャンと磁性である。
4.Naを吸蔵させたNa型FAUゼオライトにおいて熱的着色現象を見出した。
5.高シリカFAUゼオライトとコバルト錯体の混合物を作製して、コバルトのナノ磁性体の作製に成功した。
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