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2018 年度 実績報告書

非整合な軌道/電荷秩序状態における新奇物性

研究課題

研究課題/領域番号 16H04020
研究機関早稲田大学

研究代表者

勝藤 拓郎  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00272386)

研究分担者 和達 大樹  東京大学, 物性研究所, 准教授 (00579972)
森 茂生  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20251613)
奥田 哲治  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20347082)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード軌道整列 / 電荷整列 / 非整合 / 緩和
研究実績の概要

(1) BaV10O15の非整合軌道整列: BaV10O15はTc=130K以下でV軌道整列によるV三量体を形成する相転移が起こるが、それ以上の温度でもb軸方向の3倍周期の長構造が形成することが知られていた。この振舞についてより詳しく調べた結果、(δ,δ, L)の超格子ピークがδ=0から1/3に増えるのに加えて、それより上の温度で(0, 0, δ)の超格子ピークが現れることが明らかになった。さらに、超格子ピークが現れる温度やロックする温度で比熱にピークが現れることも明らかになった。こうした結果は、V三量体を基本単位として、様々な相が現れることを意味している。
(2)BaxTi8O16+δの非整合電荷整列とスピンギャップ: ホランダイトBaxTi8O16+δについて、Tiのd電子数nを様々に変化させた単結晶の物性を系統的に調べて、nによらず5倍周期の電荷整列が安定であることを明らかにしてきた。一方、帯磁率の温度依存性がスピンギャップ的振舞を示す組成があることが明らかになっていた。この振舞について研究した結果、Baの濃度xが1.3より大きな領域でスピンギャップが現れること、またスピンギャップが現れる組成では3倍周期の長周期構造が現れることが明らかになった。この結果は、Baの整列とそれに伴うTiのd電子のスピンシングレットの形成というモデルで説明できる。
(3) La5Mo4O16の緩和現象: La5Mo4O16の緩和現象の原因を明らかにするために、低温で磁気力顕微鏡の測定を行った。その結果、70K以下で100nm程度の強磁性ドメインができること、また0.3T程度でそれが消失することが明らかになり、この小さな強磁性ドメインが緩和現象の原因であることが分かった。これは当初予想していた「超格子構造による緩和現象」とは異なるものであるが、新奇な現象であり、今後のさらなる研究が必要である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Rome(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Rome
  • [雑誌論文] Magnetotransport Properties of the Orbital-Ordered State of Ba1-xSrxV13O182019

    • 著者名/発表者名
      Funahashi Kazuma、Kakesu Yu、Kajita Tomomasa、Obata Yoshihito、Katayama Yumiko、Ueno Kazunori、Suzuki Takehito、Checkelsky Joseph George、Katsufuji Takuro
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 ページ: 024708

    • DOI

      doi.org/10.7566/JPSJ.88.024708

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transport, magnetic, thermoelectric, and structural properties of hollandite titanates BaxTi8O16+δ2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Y.、Okuda T.、Mori S.、Horibe Y.、Murata R.、Katsufuji T.
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 2 ページ: 074409

    • DOI

      doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.2.074409

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Doping effect on orthorhombic Sr2VO4 with s=1/2 dimers2018

    • 著者名/発表者名
      Funahashi K.、Higashide T.、Ueno T.、Tasaki K.、Tahara Y.、Adachi M.、Saiki T.、Kajita T.、Katsufuji T.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 ページ: 184422

    • DOI

      doi.org/10.1103/PhysRevB.98.184422

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal conductivity of SrVO3-SrTiO3 thin films: Evidence of intrinsic thermal resistance at the interface between oxide layers2018

    • 著者名/発表者名
      Katsufuji T.、Saiki T.、Okubo S.、Katayama Y.、Ueno K.
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 2 ページ: 051002(R)

    • DOI

      doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.2.051002

    • 査読あり
  • [学会発表] Anomalous metal-insulator transitionin V, Nb, and Ta oxides2019

    • 著者名/発表者名
      Takuro Katsufuji
    • 学会等名
      19th Japan-Korea-Taiwan Symposium on Strongly Correlated Electron Systems
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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