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2009 年度 実績報告書

深い3d準位のもたらす新しい化学と物理:新物質開発と化学的・物理的機能の探索

研究課題

研究課題/領域番号 17105002
研究機関京都大学

研究代表者

高野 幹夫  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定拠点教授 (70068138)

研究分担者 陰山 洋  京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40302640)
林 直顕  京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 助教 (70346047)
藤森 淳  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10209108)
永長 直人  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60164406)
川上 隆輝  日本大学, 理工学部, 講師 (20366561)
キーワード強相関電子系 / 環境材料 / 合成化学 / 磁性 / 誘電体物性
研究概要

交付申請書に従って研究を進め、以下の成果を得た。
ミニプロジェクト1 Mn^<4+>、Fe^<4+>などの高原子価イオンを含む酸化物の表面化学反応開拓
AFeO_<2.5>(A=Ca,Sr)の、融液を急冷しても破壊することのできない頑強なブラウンミレライト型酸素欠陥秩序構造をごく単純な方法で乱雑化することに成功した。新規触媒機能の探索に着手する。
ラムズデライト型MnO_2ナノ粒子が、水の酸化分解およびPdイオンの還元に関する触媒能をもつことを確認した。そしてこの機能が、粒子表面にプロトンと電子を多量に含みうることに基づくことを提案した。
ミニプロジェクト2 酸素ホール系独特の電荷・スピン秩序状態の詳細な解析と機能化
Sr_<2/3>La_<1/3>Fe^<11/3+>O_3の(111)単結晶薄膜について、共鳴軟X線散乱により、電荷不均化転移温度よりかなり高い温度から、電荷不均化した3枚のFe^<3+>-Fe^<5+>-Fe^<3+>(111)原子面からなる強磁性層(2次元短距離秩序)が形成されることを見出した。
無限層構造酸化物SrFeO_2について、極めて珍しいスピン転移(高スピン→中間スピン)を伴う反強磁性絶縁体から強磁性金属への圧力誘起転移を見出した。
AFe^<3+>O_2.5からAfe^<4+>O_3への酸化について、室温でオゾンを10%含む酸素ガスを通じるだけでSrFeO_3やBaFeO_3を入手することに成功した。そのBaFeO_3は既知の六方晶ではなく単純な立方晶ペロブスカイトであり、ゼロ磁場でのヘリカルスピン構造から4μ_B/Fe^<4+>の強磁性構造に僅かな磁場で転移する。これらの電子相図の構築と理論的解明は、ホールのダイナミクスの解明に大きく資するものである。
ミニプロジェクト3 鉄を機能元素とする安価なリチウム二次電池電極材料の探索
リチウム二次電池材料として期待されるα-Fe_2O_3ナノチューブ-SnO_2ナノロッド複合微粒子について、メスバウア効果より、SnO_2粒子中に0.2%Fe^<3+>イオンが混入することが分かった。複合粒子生成過程に関する重要な情報である。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Valence fluctuations and correlated metallic states in A-siteordered perovskite oxides ACu_3V_4O_<12> (A=NA, Ca, and Y)2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Morita
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Science in the Art of the Master Bizen Potter2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kusano
    • 雑誌名

      Accounts Chem.Res. (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Holstein polaron in the presence of disorder2010

    • 著者名/発表者名
      M.Berciu
    • 雑誌名

      Europhysics Lett. 89

      ページ: 37007-p1-37007-p6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theory of the Thermal Hall Effect in Quantum Magnets2010

    • 著者名/発表者名
      H.Katsura
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 104

      ページ: 066403-1-066403-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-pot hydrothermal synthesis of uniformly cubic Co_3O_4 nanocrystals2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Teng
    • 雑誌名

      Mater.Lett. 64, 3

      ページ: 239-242

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin transition in a four-coordinate iron oxide2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kawakami
    • 雑誌名

      Nature Chem. 1, 5

      ページ: 371-376

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Rice Straw on the Color and Microstructure of Bizen, a Traditional Japanese Stoneware, as a Function of Oxygen Partial Pressure2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kusano
    • 雑誌名

      J.Amer.Cer.Soc. 92, 8

      ページ: 1840-1844

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CaFeO_2 : A new type of layered structure with iron in a distorted square planar coordination2009

    • 著者名/発表者名
      C.Tassel
    • 雑誌名

      J.Amer.Cer.Soc. 131, 1

      ページ: 221-229

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge Disproportionation and Charge Transfer in A-site Ordered Perovskites Containing Iron2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Shimakawa, M.Takano
    • 雑誌名

      Z.Anorg.Allg.Chem. 635, 12

      ページ: 1882-1889

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Pressure ^<57>Fe Mossbauer Spectroscopy of LaFeAsO2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kawakami
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 78

      ページ: 123703-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metallic versus insulating behavior in the A-site ordered perovskite oxides ACu_3Co_4O_<12> (A=Ca and Y) controlled by Mott and Zhang-Rice2009

    • 著者名/発表者名
      T.Mizokawa
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 80

      ページ: 125105-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-Time Quantum Dynamics of Interacting Electrons : Self-Organized Nanoscale Structure in a Spin-Electron Coupled System2009

    • 著者名/発表者名
      W.Koshibae
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 103

      ページ: 266402-1-266402-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Probe for Anomalous Hall Resonance in Ferromagnets with Spin Chirality2009

    • 著者名/発表者名
      S.Iguchi
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 103

      ページ: 267206-1-267206-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theory of the Optical Conductivity of Spin Liquid States in One-Dimensional Mott Insulators2009

    • 著者名/発表者名
      H.Katsura
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 103

      ページ: 177402-1-177402-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two Interacting Helical Edge Modes in Quantum Spin Hall Systems2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, N.Nagaosa
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 103

      ページ: 166403-1-166403-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Broken time-reversal symmetry in Josephson junction involving two-band superconductors2009

    • 著者名/発表者名
      T.K.Ng, N.Nagaosa
    • 雑誌名

      Europhysics Lett. 87

      ページ: 17003-p1-17003-p4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Spin Hall Effect in a Transition Metal Oxide Na_2IrO_32009

    • 著者名/発表者名
      A.Shitade
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 102

      ページ: 256403-1-256403-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 低温法により得られる平面型鉄酸化物-メスバウア分光の視点から-2009

    • 著者名/発表者名
      林直顕, 陰山洋
    • 雑誌名

      物性研究 93

      ページ: 271-283

  • [学会発表] 平面四配位構造をとる鉄酸化物の高圧メスバウアー分光(22pPSA-7)2010

    • 著者名/発表者名
      渡邉喜貴
    • 学会等名
      日本物理学会2010年春:第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] 高圧下におけるSr3Fe2O5のメスバウアー分光(23aGC-4)2010

    • 著者名/発表者名
      渡邉喜貴
    • 学会等名
      日本物理学会2010年春:第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] 高い原子価を持つ遷移金属酸化物における酸素ホールの物理と化学-総括と今後の展望-(25pRH-9)2009

    • 著者名/発表者名
      高野幹夫
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] 高い原子価をもつペロブスカイト型鉄酸化物の高圧下メスバウアー分光(25pRH-4)2009

    • 著者名/発表者名
      川上隆輝
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] Sr3Fe2O5の高圧下メスバウアー分光(27pPSA-60)2009

    • 著者名/発表者名
      吉田英人、川上隆輝、辻本吉廣、渡邉貴志、陰山洋、高野幹夫
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] CaFeO2の高圧下メスバウアー分光(27pPSA-61)2009

    • 著者名/発表者名
      須藤晋吾、川上隆輝、渡邉貴志、辻本吉廣、Cedric Tassel、陰山洋、高野幹夫
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] SrFe0.8Co0.2O2の高圧下メスバウアー分光(27pPSA-62)2009

    • 著者名/発表者名
      鎌谷孝則、川上隆輝、境口綾、Liis Seinberg、隅田祐司, 陰山洋, 高野幹夫
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] Sr1-xCaxFeO2のメスバウア効果2009

    • 著者名/発表者名
      林直顕, 山本隆文, セドリックタッセル, 辻本吉廣, 陰山洋, 吉村一良, 高野幹夫
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] Half-Metal Ferromagnetism in a Square-Planar Coordinate Iron Oxide2009

    • 著者名/発表者名
      陰山洋
    • 学会等名
      International Symposium of Post-Silicon Materials and Devises Research Alliance Project
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館
    • 年月日
      20090905-20090906
  • [学会発表] α-Fe2O3/SnO2複合微粒子のルスバウア効果2009

    • 著者名/発表者名
      林直顕, 村中重利, Dong-Feng Zhang, Ling-Dong Sun, Chun-Hua Yan, 山本真平, 高野幹
    • 学会等名
      2009年度粉体粉末冶金協会春季大会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      20090602-20090604
  • [学会発表] 土壌・地下水浄化機能をもつナノ鉄複合粒子のルスバウア効果2009

    • 著者名/発表者名
      林直顕, 草野圭弘, 松井敏樹, 角屋浩司, 高野幹夫
    • 学会等名
      2009年度粉体粉末冶金協会春季大会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      20090602-20090604
  • [学会発表] Chemistry and Physics of Iron Oxides with a Square-Planar Coordination2009

    • 著者名/発表者名
      陰山洋
    • 学会等名
      第3回先進セラミックス材料の科学と技術に関する国際会議
    • 発表場所
      横浜メルパルク
    • 年月日
      2009-06-17
  • [学会発表] R型二酸化マンガンナノ粒子の光触媒性2009

    • 著者名/発表者名
      辻本将彦、古屋仲秀樹、高野幹夫
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会第103回講演大会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2009-06-02

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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