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2018 年度 実績報告書

新規低次元およびフラストレート遍歴電子系遷移金属化合物の創生と異常物性探索

研究課題

研究課題/領域番号 16H04131
研究機関京都大学

研究代表者

吉村 一良  京都大学, 理学研究科, 教授 (70191640)

研究分担者 植田 浩明  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10373276)
道岡 千城  京都大学, 理学研究科, 助教 (70378595)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード遍歴電子物性 / 磁性 / 超伝導 / フラストレーション効果 / 電子・電気材料 / 核磁気共鳴 / 遷移金属化合物
研究実績の概要

フラストレート効果、層状構造・鎖状構造などの低次元性との組み合わせ、異常な遍歴電子物性を示す可能性を有する新規の低次元遍歴電子遷移金属物質群を探索・合成し、その新規電子物性についてマクロ・ミクロの両面から明らかにするため、無機固体物性化学的な基盤研究を行った。A(Co-Fe)2B2 (A=アルカリ、アルカリ土類、希土類;B=Se, P, As)系を中心とした二次元遍歴電子系では、系統的な合成および単結晶育成を行った。エキゾチック超伝導では超伝導転移温度TcとT0との直線関係について拡張し系統的に議論した。二次元遍歴電子強磁性については、スピンゆらぎの観点から解析を行い、有効磁気モーメント、自発磁気モーメント、キュリー温度、スピンゆらぎのエネルギー幅T0の間に、3次元遍歴系に成り立つユニバーサルな関係から、その係数が小さい方向にずれることを系統的に確認し、理論的な二次元的遍歴電子系の振る舞いが実験的にも成り立つことを明らかにすることができた。この関係は、LaCo2P2やLaCo2As2でも成立していることを確認し、遍歴電子の統一理論のへと向かっていることをして示している。したがって、スピンゆらぎの観点から本系の系統的な二次元遍歴電子の振る舞いの統一的な理解に近づいたが、導入したハイパワー核磁気共鳴装置の確立によって、それを用いたスピン格子緩和率(1/T1)測定と解析法の確立によってなされた結果であり、二次元遍歴電子磁性と超伝導の振る舞いを、スピンゆらぎのエネルギー幅のT0などのスピンゆらぎパラメータによって説明できることを確立したと言える。さらに、これらの系ではその磁気秩序状態で非常に大きな異方性(大きな異方性磁界の存在)が観測された。また、Se系、P系とAs系で、その異方性の方向が面内と面直と全く異なっていることが明らかになり、実用上でも重要な結果である。

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

    (31件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Technical University Wien(ウィーン工科大学)(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      Technical University Wien(ウィーン工科大学)
  • [国際共同研究] 浙江大学/香港中文大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      浙江大学/香港中文大学
  • [国際共同研究] Neel Institute(ネール研究所)(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Neel Institute(ネール研究所)
  • [雑誌論文] Spontaneous Magnetization of the Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet on the Triangular Lattice with a Distortion2018

    • 著者名/発表者名
      Alisa Shimada, Toru Sakai, Hiroki Nakano, Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Series

      巻: 969 ページ: 012126/1-6

    • DOI

      doi :10.1088/1742-6596/969/1/012126

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transitions from a Kondo-like diamagnetic insulator into a modulated ferromagnetic metal in FeGa3-yGey2018

    • 著者名/発表者名
      Yao Zhang, J-S. Chen, J. Ma, J. Ni, Masaki Imai, Chishiro Michioka, Yuta Hadano, Marcos A. Avila, Toshiro Takabatake, and Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      PNAS

      巻: 115 ページ: 3273-3278

    • DOI

      www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1713662115

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The S=1/2 Heisenberg Antiferromagnet on a Triangular lattice with √3x√3-Type Distortion - Magnetization Process and Magnetic Susceptiblity-2018

    • 著者名/発表者名
      Alisa Shimada, Hiroki Nakano, Toru Sakai, Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      J. Jpn. Soc. Powder Powder Metallugy

      巻: 65 ページ: 3-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Spin-1/2 Triangular-Lattice Heisenberg Antiferromagnet with √3x√3-Type Distortion Behavior around the Boundaries of the Intermediate Phase2018

    • 著者名/発表者名
      Alisa Shimada, Hiroki Nakano, T^oru Sakai, and Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 87 ページ: 034706/1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.034706

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic orderings and theiranalyses by bound magnetic polaron model of Yb3+ doped nanocrystalline zinc oxide (Zn0.98Yb0.02O)2018

    • 著者名/発表者名
      Nupur Bhakta, Tatsuki Inamori, Ryu Shirakami, Yasuaki Tanioku, Kazuyoshi Yoshimura, and Pabitra Kumar Chakrabarti
    • 雑誌名

      Materials Research Bulletin

      巻: 104 ページ: 6-14

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2018.03.020

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anomalous double-stripe charge ordering in β-NaFe2O3 with double triangular layers consisting of almost perfect regular Fe4 tetrahedra2018

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Kobayashi, Hiroaki Ueda, Chishiro Michioka, Kazuyoshi Yoshimura, Shin Nakamura Takuro Katsufuji, and Hiroshi Sawa
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 2 ページ: 054402/1-6

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.2.054402

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetocrystalline Anisotropy of Single Crystals of M-, X-, and W-Type Strontium Hexaferrites2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ueda, Hikaru Shakudo, Hiroaki Santo, Yutaro Fujii, Chishiro Michioka, and Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 87 ページ: 104706

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.104706

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In-plane spin canting and 1/3-magnetization-plateaulike behavior in S = 3/2 Cr3+ kagome lattice antiferromagnets Cs2KCr3F12 and Cs2NaCr3F122018

    • 著者名/発表者名
      Masato Goto, Hiroaki Ueda, Chishiro Michioka, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Kento Sugawara,Shintaro Kobayashi, Naoyuki Katayama, Hiroshi Sawa, and Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 97 ページ: 224421/1-8

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.224421

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic ordering with an XY-like anisotropy in the honeycomb lattice iridates ZnIrO3 and MgIrO3 synthesized via a metathesis reaction2018

    • 著者名/発表者名
      Yuya Haraguchi, Chishiro Michioka, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Hiroaki Ueda, and Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Materials

      巻: 2 ページ: 054411/1-6

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.2.054411

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Occupation sites and valence states of Co dopants in (La, Co)-codoped M-type Sr ferrite: 57Fe and 59Co nuclear magnetic resonance studies2018

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, T. Hattori, Y. Tokunaga, and S. Kambe, H. Ueda, Y. Tanioku, C. Michioka, and K. Yoshimura, K. Takao, A. Shimoda, T. Waki, Y. Tabata, and H. Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 98 ページ: 064403/1-10

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.064403

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evidence of a structural quantum critical point in (CaxSr1-x)3Rh4Sn13 from a lattice dynamics study2018

    • 著者名/発表者名
      Y. W. Cheung, Y. J. Hu, M. Imai, Y. Tanioku, H. Kanagawa, J. Murakawa, K. Moriyama, W. Zhang, K. T. Lai, K. Yoshimura, F. M. Grosche, K. Kaneko, S. Tsutsui, and Swee K. Goh
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 98 ページ: 161103(R)/1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.161103

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Arrott plots, M4 plots and the critical temperature of the weak ferromagnet FeGa3-yGey2018

    • 著者名/発表者名
      Yao Zhang, Yoshinori Takahashi, Masaki Imai, Guohua Wang, Marcos A. Avila, Toshiro Takabatake, Chishiro Michioka, Hiroaki Ueda, Kazuyoshi Yoshimura, Jie Ma
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 ページ: 101429/1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.5043119

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] LaCo9Si4の単結晶を用いた遍歴電子磁性研究2019

    • 著者名/発表者名
      村川譲一、金川響、道岡千城、植田浩明、Herwig Michor、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会
  • [学会発表] Ca2Co12P7の単結晶を用い た遍歴電子磁性研究2019

    • 著者名/発表者名
      奈良建佑、森山広大、村川 譲一、道岡千城、植田浩明、太田寛人、香取浩子、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会
  • [学会発表] 積層化合物TxTaS2(T:遷移金属)の合成と物性2019

    • 著者名/発表者名
      山中俊介、道岡千城、植田 浩明、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会
  • [学会発表] ヒドラジニウム遷移金属フッ化物における新物質群の構造と物性2019

    • 著者名/発表者名
      今西茂、植田浩明、道岡千城、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会
  • [学会発表] R4TGe8(R:Y, Yb, T:遷移金属)の磁性に関する系統的研究2019

    • 著者名/発表者名
      道岡千城、引地将仁、山中 俊介、植田浩明、松尾晶、金道浩一、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会
  • [学会発表] 擬スクッテルダイト化合物 Ca3Rh4Sn13における超伝導状態と常伝導状態におけるNMR測定2019

    • 著者名/発表者名
      金城克樹、北川俊作、石田憲二、Swee K. Goh、森山広大、道岡千城、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会
  • [学会発表] 籠状構造を有する3-4-13系化合物の正の磁気抵抗および磁場中の物性2019

    • 著者名/発表者名
      森山広大、村川譲一、道岡 千城、植田浩明、Swee K. Goh、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会
  • [学会発表] Recent Progress in Magnetism and Superconductivity2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Yoshimura
    • 学会等名
      2018 International Conference on Electronics Packaging and IMAPS All Asia Conference (ICEP-IAAC 2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] S=1/2カゴメ格子反強磁性体A2BTi3F12(A, B:一価の陽イ オン)の構造と磁性の系統性2018

    • 著者名/発表者名
      白上龍、後藤真人、植田浩明,、松尾晶、金道浩一、道岡千城、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 秩序型または無秩序型の構造 を持つS=1フラストレート磁 性体A2BV3F12の物性2018

    • 著者名/発表者名
      今西茂、後藤真人、植田浩明、松尾晶、金道浩一、道岡千城、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] LaCo9Si4の遍歴電子磁性2018

    • 著者名/発表者名
      村川譲一、金川響、道岡千城、植田浩明、Herwig Michor、 吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] M型フェライトCa1-xLaxFe12-yCoyO19の磁気特性における Caサイト置換効果2018

    • 著者名/発表者名
      増田順一、植田浩明、道岡千城、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 積層化合物Yb4TGe8(T:3d遷移金属元素)における物性と格子定数の関係2018

    • 著者名/発表者名
      引地将仁, 道岡千城, 植田浩明, 松尾晶, 金道浩一、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 放射光X線を用いた異常原子価Cr 価のCrをもつCrSe2の構造物性研究II2018

    • 著者名/発表者名
      小林慎太郎、片山尚幸、道岡千城、植田浩明、吉村一良、澤博
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 籠状構造を有する3-4-13系 化合物の磁場中電気抵抗2018

    • 著者名/発表者名
      森山広大、村川譲一、道岡千城、植田浩明、吉村一良、Swee K. Goh
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] イッテルビウム積層化合物 Yb4TGe8(T:Cr,Mn,Fe,Co,Ni) の系統的な物性研究2018

    • 著者名/発表者名
      山中俊介、引地将仁、道岡千城、植田浩明、松尾晶、金道浩一、吉村一良
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会

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公開日: 2019-12-27  

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