| 研究課題/領域番号 |
15K05441
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
分島 亮 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10292046)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 正方格子 / 磁性 / 遷移金属オキシカルコゲナイド |
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| 研究実績の概要 |
オキシプニクタイド、オキシカルコゲナイドのような、複数のアニオンを含む複合アニオン化合物は、アニオンの大きさ、電気陰性度の違いから多様な結合性をもち、層状などの低次元構造を形成することが知られている。本研究では、配位子として酸素とカルコゲナイドイオンを含む層状鉄オキシカルコゲナイドについて調べ、その電子物性について調べた。
粉末X線回折の結果、目的化合物の合成に成功し、単相で得られたことが分かった。Rietveld解析により、結晶構造は正方晶(空間群I4/mmm)をとることが分かった。この化合物では、遷移金属Mに酸素が5配位したMO5ピラミッドが頂点共有することで2重に積層した層と、Cuに硫化物イオンが4配位したCuS4四面体が稜共有したCu Sからなる層がSrイオンを挟んでc軸方向に交互に積層した構造をとっている。また、X線光電子分光測定からFeおよびCuの価数は、それぞれ、3価および1価であることを明らかにした。さらに、この化合物の電気伝導性は半導体的であることが分かった。
さらに、磁気的性質は、磁化率および磁化測定の結果から、400 K以下で弱強磁性を示すことが分かった。また、57Feメスバウアスペクトルを解析し、Feイオンが3価をとり、高スピン状態にあることを見出した。第一原理計算による電子構造計算の結果と57Feメスバウアスペクトルを解析結果について比較・検討したところ、秩序化した磁気モーメントの方向は、おもにc面内にあることが明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
正方晶構造をとる遷移金属硫化物およびセレナイドの新規合成に成功し、結晶構造を明らかにした。また、その磁性について調べたところ、二次元的反強磁性挙動を示すことを見出し、比熱測定などから、遷移金属によって大きく挙動が変化することを明らかにした。
本課題では、正方格子をとる新規物質の開拓および物性解明を目的としており、概ね順調といえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はオキシセレナイドなどの新規物質の開拓も行い、系統的に調べていくことで、組成、結晶構造、物性の相関について明らかにしていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本来、オーストリアのウィーン大学の研究グループが開発した「固体の電子状態」を計算する「VASP」というプログラム(4,000ユーロ)を購入する予定であったが、申請者が提出したプログラム使用にあたっての誓約書等に不備があり、年度内に購入できるかどうか不確定になったため、次年度に繰り越すことにした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
計画としては当初の予定通り、「VASP」を購入することで使用する予定である。
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