多様な磁性や逐次相転移を有する希土類マンガナイト系新物質の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13450259
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 亀頭 直樹 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (20023153)
• 研究分担者: 佐藤 裕久 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (10215832)
• キーワード: 層状ペロブスカイト / 多形 / 相転移 / 単結晶構造解析 / 単結晶育成

研究概要

ペロブスカイト相のPrMnO_3やTbMnO_3相をはじめ、層状ペロブスカイト構造をとるBaLn_2Mn_2O_7の単結晶による構造解析に成功した。層状構造のものについてはこれら一連の化合物は、希土類(Ln)により、多くの相が存在することがわれわれの以前の研究で見つかっているが、そのうち特に低温安定相の正方晶相の単結晶育成に浮融帯法にて成功し、単結晶4軸X線回折法を用いて構造解析にいくつか成功した。その結果、希土類ついてはLn=Pr, Ndでは基本構造のI4/mmm空間群をとり、しかもA-サィトのBaとLnは1:2の位置に規則的に配列していることが分かった。さらに、Ln=Sm, Eu, Gdではこの基本構造以外に超格子を有する正方晶P4_2/mnm空間群もとることを見出した。これにより、いままで存在が報告されていなかった新しい相がSmやEuで見つかった。これらの超格子構造でもアルカリ元素と希土類元素とは規則的に配列していることが分かり、以後の高温相転移の実験結果の解析にも有用なデータを与えることとなった。この結果についてはいくつかの論文にまとめている。さらにこれらの結果を利用して、いくつかの希土類元素系に対して相変化を粉末高温X線回折法でしらべた。現在Gdの系などで見いだされている単斜晶系などの高温相転移を詳しく解析中である。いままで斜方晶系と考えられていた相に超格子線が明瞭に見られ、A2/mなどの空間群で解析可能なことが明らかになりつつある。これらの超格子線を有する相の生成条件についても比較的低温度からの急冷法や高温からの徐冷法により詳しく検討して、相の安定領域の決定を試みているところである。

研究成果

• [文献書誌] N.Kamegashira, J.Meng, T.Murase et al.: "Crystal growth and structure analysis of rare earth manganites with layered perovskite type"Advances in Science and -Technology CIMTEC 2002-10^<th> International Ceramics Congress. 30PartA. 181-186 (2002)
• [文献書誌] H.Nakano, N.Kamegashira, K.Urabe: "Structural analysis of new oxide Er_2MnWO_7"Advances in Science and -Technology CIMTEC 2002-10^<th> International Ceramics Congress. 30PartA. 41-47 (2002)
• [文献書誌] N.Kamegashira, M.Kobayashi, J.Saito: "Synthesis, crystal structure and some properties of LnMnTiO_6 phases(Ln=rare earth)"Frontiers of Solid State Chemistry. 47-52 (2002)
• [文献書誌] L.N.Mazalov, N.V.Bausk, J.Meng, N.Kamegashiraetal: "X-ray absorption study of electronic, spatial structure and properties BaLn_2Mn_2O_7 manganates"Frontiers of Solid State Chemistry. 91-95 (2002)
• [文献書誌] J.Meng, T.Mori, N.Kamegashira et a1.: "Crytstal growth and structural analysis of PrMnO_3 and TbMnO_3"Frontiers of Solid State Chemistry. 97-101 (2002)
• [文献書誌] J.Meng, J.Feng, H.Satoh, N.Kamegashira et al.: "Structural phase transition in the layered perovskite compound BaTb_2Mn_2O_7"Frontiers of Solid State Chemistry. 159-165 (2002)
• [文献書誌] H.Nakano, N.Kamegashira, K.Urabe: "In situ observation of the change in domain structure due to phase transformation in aperovskite La_2MnGaO_6"Materials Research Bulletin. 37. 2107-2115 (2002)
• [文献書誌] H.Nakano, T.Mori, T.Horikubi, N.Kamegashira: "Structural analysis of a new layered compound : La_<0.05>Sr_<0.95>MnO_3"Journal of American Ceramic Society. 85-6. 1576-1580 (2002)