• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

構造揺らぎと伝導電子の相互作用による新機能の創出

公募研究

研究領域複合アニオン化合物の創製と新機能
研究課題/領域番号 17H05487
研究機関大阪府立大学

研究代表者

石井 悠衣  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50708013)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード複合アニオン化 / 構造揺らぎ
研究実績の概要

本研究では、充填トリジマイト型酸化物BaAl2O4が、酸素四面体の骨格構造が集団的に振動する特殊な格子振動モードを持つことをこれまでに明らかにしてきた。本研究では、本系が示す特殊な格子振動状態と伝導電子が絡んだ新しい電気伝導現象を示す新物質合成を行うことを目指し、複合アニオン化による電子状態の制御を行っている。本年度は特定のOサイトのヒドリド置換、またカチオン組成の制御も含めた窒素置換を試みた。
CaH2を用いてBaAl2O4に対してヒドリド置換を試みたところ、試料が無色から黒色へ変化したが、構造解析の結果、格子定数や原子位置の変化は見られなかった。質量分析の結果H2は検出されず、結晶中にヒドリドは取り込まれていないことが分かった。
さらに、BaAl2O4と同構造を高温相にもち、構造揺らぎが期待できるBaFe2O4に注目し、電子状態制御を試みた結果、BaサイトをLaで数%まで置換できることがわかった。現在、さらにOサイトをNで共置換することによる電子状態制御を試みている。また、充填トリジマイト型類似構造をもつBaSrFe4O8に注目した。本系は、放射光を用いた構造精密化がこれまで行われていないため、放射光粉末構造解析を行ったところ、低温相において酸素四面体の頂点酸素の温度因子が非常に大きく、潜在的にBaAl2O4系と同様の構造不安定性を持つことが示唆された。一方で高温相がq=0.43の変調構造を持つことが明らかになった。高分解能TEMおよび放射光粉末構造解析の結果を合わせると、この変調構造がBaとO原子の変位に起因していることがわかった。今後は、引き続きこれらを対象物質とし、複合アニオン化を利用した電子状態制御を行っていく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

現在までには、当初目的としていた、特殊な格子振動状態をもつ充填トリジマイト系に、キャリアドープを実現するにはまだ至っていない。

今後の研究の推進方策

今後も、様々な手法を用い、本系における電気伝導性の発現を目指す。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Structural investigation of the SrAl2O4-BaAl2O4 solid solution system with unstable domain walls2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishii, H. Tsukasaki, S. Kawaguchi, Y. Ouchi, and S. Mori
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry

      巻: 249 ページ: 149-153

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.jssc.2017.03.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field-temperature phase diagram of magnetic bubbles spanning charge/orbital ordered and metallic phases in La1-xSrxMnO3 (x = 0.125)2017

    • 著者名/発表者名
      A. Kotani, H. Nakajima, Y. Ishii, K. Harada and S. Mori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 ページ: 144403/1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.144403

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of charged domain walls in hybrid improper ferroelectric (Ca,Sr)3Ti2O72017

    • 著者名/発表者名
      K. Kurushima, W. Yoshimoto, Y. Ishii, S-W. Cheong, and S. Mori
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 56 ページ: 10PB02/1-4

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 充填トリジマイト型酸化物Ba1-xSrxAl2O4のX線熱散漫散乱測定2018

    • 著者名/発表者名
      石井 悠衣, 大内 雄也, 岡崎 湧一, 河口 彰吾, 石橋 広記, 久保田 佳基, 森 茂生
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
  • [学会発表] Magnetic textures in the ferromagnetic insulating phase of La0.875Sr0.125MnO32018

    • 著者名/発表者名
      A. Kotani, H. Nakajima, K. Harada,Y. Ishii, S. Mori
    • 学会等名
      The 42nd International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
    • 国際学会
  • [学会発表] 充填トリジマイト型酸化物Ba1-xSrxAl2O4の特異な構造揺らぎ2017

    • 著者名/発表者名
      石井 悠衣, 大内 雄也, 岡崎 湧一, 河口 彰吾, 塚崎 裕文, 谷口 泰樹, 森 茂生
    • 学会等名
      日本セラミック協会
  • [学会発表] Structural Fluctuation in the Stuffed Tridymite-type Oxides Ba1-xSrxAl2O42017

    • 著者名/発表者名
      Yui Ishii
    • 学会等名
      6th Toyota RIKEN International Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] 特異な構造揺らぎをもつ充填トリジマイト型酸化物Ba1-xSrxAl2O4のTEM観察2017

    • 著者名/発表者名
      大内 雄也, 石井 悠衣, 塚崎 裕文, 河口 彰吾, 森 茂生
    • 学会等名
      日本結晶学会年会
  • [学会発表] BaSrFe4O8の低温相と高温相の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      岡崎 湧一, 石井 悠衣, 河口 彰吾, 浅井 海成, 森 茂生
    • 学会等名
      日本結晶学会年会
  • [学会発表] On the microstructure in the charge-glass state of Pb1-xSrxCrO32017

    • 著者名/発表者名
      K. Kurushima, H. Tsukasaki, Y. Ishii, S. Mori, S. Ogata , M. Azuma
    • 学会等名
      The 14th International Meeting on Ferroelectricity
    • 国際学会
  • [学会発表] PbCrO3における電荷ガラス状態の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      久留島康輔, 尾形昴洋, 東正樹, 石井悠衣, 森茂生
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] コバルト酸フッ化物Co3(Sb,Bi)4O6F6の合成と精密結晶構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      下野聖矢, 石橋広記, 石井悠衣, 河口彰吾, 森茂生, 久保田佳基
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi