| 研究実績の概要 |
当該年度も引き続き、異常高原子価鉄イオンを含む新規物質の探索を行った。その結果、異常高原子価Fe5+イオンを含むBサイト岩塩型ダブルペロブスカイトLn2LiFeO6(Ln: La, Nd, Sm, Eu)を発見し、これらの構造物性相関を明らかにした。精密な結晶構造解析の結果、Ln = Laはダブルペロブスカイトの中では珍しい菱面体晶の結晶構造をもつ一方で、Ln = Nd, Sm, Euはいずれも典型的な単斜晶構造をもつことが分かった。また、Ln2LiFeO6(Ln: Nd, Sm, Eu)の単斜晶歪みは、Lnのイオン半径の減少に伴い、増大することが分かった。Feの価数については、57Feメスバウアー分光測定やDFT計算結果から+5価であることが確かめられた。したがって、Ln2LiFeO6(Ln: La, Nd, Sm, Eu)は酸素に八面体されたFeの価数が+5のみで構成される初めての物質である。磁化率の温度依存性から、Ln = La, Nd, Sm, Euはいずれもワイス温度の絶対値よりも非常に低い温度で磁気相転移を示すことが判明した。一方で、磁気的基底状態はLnイオンに依存し、Ln = Sm, Euでは磁気転移温度以下で自発磁化が生じることが判明した。この結果は、Ln = Sm, Euにおける大きな単斜晶歪みによりジャロシンスキー・守屋相互作用が大きく増強されたからであると示唆される。さらに、中性子回折測定結果から、Ln = La, Ndはいずれも自発磁化が見られないものの、磁気構造は大きく異なることが判明した。詳細な磁気構造については現在解析中である。また、昨年度発見したBサイト層状ダブルペロブスカイトSr2ScFeO5.5+xについては、現在結晶構造及び磁気構造を解析中である。
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