| 研究課題/領域番号 |
17K06840
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
藤井 伸平 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (90189994)
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| 研究分担者 |
伊藤 昌和 鹿児島大学, 総合科学域総合教育学系, 准教授 (40294524)
小山 佳一 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (70302205)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 電子構造計算 / エネルギー障壁 / 磁気特性 / 変態温度 / 熱電能と熱伝導率 |
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| 研究実績の概要 |
理論班は、(Mn0.75Fe0.25)CoGe,Mn(Co0.75Fe0.25)Geについての第一原理計算を実行し、母相とマルテンサイト相の間のエネルギー障壁の評価を行った。Fe置換によりエネルギー障壁が減少するが、Co置換の方が減少が大きいことを見出した。分子あたりの磁化はCo置換の場合はMnCoGeとほとんど変わらないが、Mn置換の場合は0.2μB程度減少することも見出した。これら２つの事から構造磁気転移にはCo置換のほうが有効であることが示唆される。
実験班は、昨年の”磁気特性・マルテンサイト変態温度は試料作製条件に大きく依存する”という示唆をうけて、系統的な熱処理温度でMnCoGeを作製し、マルテンサイト変態温度および磁気特性を評価した。773 Kから973 Kまでの範囲で時効熱処理を行い、1) 熱処理温度が上昇するほどマルテンサイト変態温度が低下すること、2) 973 Kの熱処理では、マルテンサイト変態しないことが明らかになった。
また、昨年度までに、母物質CrAlGeの磁気的基底状態は強磁性相関は強いものの，スピングラスであり，比熱を始めとする物理量に磁気相転移を示すような異常が見られないことを明らかにしていた。CrをMnで0.05%置き換えたところ、電気抵抗率、比熱、熱伝導率、ゼーベック係数の温度依存性に磁気相転移を示す明確な異常がみられた。すでに測定されていた磁化測定の結果を踏まえると、微小量のMnを導入することで、強磁性転移が誘起されたと考えられる。V, Fe, Ni, Cuの0.05%置換系においても（Mnほど明確ではないものの）同様の異常が確認できることから、これらの元素置換においても強磁性転移が誘起されるものと思われる。
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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
当該研究者の所属する大学での設備に加え、東北大学金研新素材センターおよび東大物性研の共同利用装置の利用がスムースに行えたため、「研究実績の概要」に示したように、理論班、実験班ともに当初の研究計画は着実に実行され成果を見出している。また、これらの研究成果は関連学会にて発表しており（国内の学会にて３件、国際学会1件）、さらに、学術雑誌への論文は投稿中を含め2編（掲載済み1篇、投稿中1篇）ある。このようなことを踏まえて、当初の予定通りにおおむね順調に進んでいると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
我々の計算では、MnやCoの２５％をFeで置換しても母相よりマルテンサイト相の方がエネルギー的に安定という結果となる。これは実験結果と合わない。今後この点を解明することが必要と考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍により学会の開催が中止になったために次年度使用額が生じた。学会参加への旅費やワークステーションのメンテナンス等への使用を計画している。
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