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2019 年度 実施状況報告書

新規構造をもつ強磁性体セリウム化合物の高圧による電子状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03714
研究機関信州大学

研究代表者

中島 美帆  信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (80362614)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードセリウム化合物 / 単結晶育成 / フラックス法 / 高圧磁化測定
研究実績の概要

本研究ではこれまでにCePd2Al8を得たフラックス法(自己フラックス法)にて、CeT2X8 (T: 遷移金属, X: Ga, In, Sn, Sbなど)の多数の結晶育成を試みたが、128の組成は得られなかった。また、CePd2Al8の育成ではCeとAlの2元系物質であるCe3Al11が得られることも多かった。その中で、Ce2CuGe6, Ce2PdGe6 の単結晶が得られたが、この中にはこれまで単結晶についての報告がなされていない物質もあり、関連物質としてこれらの精密な磁化過程および磁化率の温度変化測定を詳細に行った。この216系は斜方晶構造で磁気異方性が強く困難軸の磁化においては3段のメタ磁性が起こる興味深い物質であり、単結晶として初めての結果も得られたので、JPS Conference Proceeding 30, 011111 (2020)に発表した。このようにシリーズの参照物質CeT2X8は育成に成功すれば新規物質となるため、結晶構造の決定が難しいという問題もあり難航してる。ただし、CePd2Al8については、自己フラックス法による育成の条件がおおよそ固まってきた。圧力下磁化測定についてはシリンダー型圧力セルによる磁化測定を行い、磁気転移温度の圧力変化を詳細に追うことができた。CePd2Al8は、10Kで反強磁性転移をしたのち、さらに低温の8.8Kで強磁性転移をする物質であり、その点において珍しいセリウム化合物であると言えるが、上述のCe3Al11は,6.3Kで強磁性転移した後、3.2Kで反強磁性転移する物質であるため、ともに圧力下磁化測定を行い、圧力決定方法やバックグラウンド処理方法の確立においての一助となった。

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

今回の研究費によって、フラックス法による単結晶育成の環境が整った。また、多くのシリーズ物質の育成を試みることができ、今後の条件出しのデータは揃ったと言える。また、高圧磁化測定の手法とデータ解析方も経験を積むことによって確立し、測定技術は向上した。

今後の研究の推進方策

新規化合物の育成は困難が多いが、おおよそ方法は確立されたので、さらにCePd2Al8の純良性をあげること、さらに新規のシリーズ物質CeT2X8の育成成功を目標にサンプル作製を進めていきたい。また、フラックス法は育成された物質の同定(組成と構造決定)に時間がかかることもあり、単結晶の構造決定の知見も深めつつ、圧力磁化測定を中心とした磁性研究を深めていく。

次年度使用額が生じた理由

ほぼ使用計画通りで、少額の端数金額といえるが、次年度使用額は令和2年度請求額と合わせて消耗品費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Single crystal growth and magnetic properties of R2TGe6 (R = Ce, Pr T = Cu, Pd)2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Yaguchi, Miho Nakashima, Yasushi Amako
    • 雑誌名

      JPS ConferenceProceedings

      巻: 30 ページ: 011111-1, -6

    • DOI

      10.7566/JPSCP.30.011111

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 単結晶Ce3Al11の圧力下磁化測定2020

    • 著者名/発表者名
      矢口達志,中島美帆, 天児寧
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] 希土類化合物R2CuGe6(R=Ce, Pr, Nd)の単結晶育成と磁性2020

    • 著者名/発表者名
      矢口達志,中島美帆, 天児寧
    • 学会等名
      日本物理学会

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公開日: 2021-01-27  

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