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2023 年度 実績報告書

高圧急冷法によるチタン系亜酸化物の新規創製と準周期性の探索

公募研究

研究領域ハイパーマテリアル:補空間が創る新物質科学
研究課題/領域番号 22H04601
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

山浦 一成  国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, グループリーダー (70391216)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード酸化物系準結晶 / Au4Al型 / Ti3RhSiO
研究実績の概要

1984年にAl-Mn合金で準結晶が発見されて以来、研究は主に合金系で進展してきた。これらのブレークスルーは、結晶学に革命をもたらしただけでなく、2010年代初頭以降、超伝導[Kamiya et al,Nat.Comm 2018]、反強磁性[Tamura et al,Phys.Rev.B 2010]、量子臨界現象[Deguchi et al,Nat.Mater. 2012]においても重要な発見をもたらした。このような発見は、材料における新たな機能性への道を開いてきた。酸化物系の開発は、実用化に向けてさらに前進するために極めて重要である。
支配的なイオン結合と準周期性を特徴とする"酸化物準結晶"の合成を探ることは、バルクでは依然として困難な課題である。その結果、最近の研究は、金属結合と中間的な酸素含有量を特徴とする金属亜酸化物の探索にシフトしている。
Ti-Cr-Si-O系では、Mackay型準結晶とその近似結晶の発見が特に注目されている。格子間の酸素を特徴とするこれらの構造は、電気伝導性や磁気応答などの材料特性を変化させる上で重要な役割を果たしている。この課題では、Ti3RhSiO試料の放射光X線回折分析により、複雑な正20面体クラスターを特徴とするAu4Al型材料の形成が示された。この構造は、先端技術応用に不可欠な堅牢性と磁気的挙動という点で新たな特性を提供する可能性がある。
β-Mn型材料としても知られるAu4Al型材料は、消費電力を大幅に削減し、処理速度を向上させることができるスピントロニクスなどの分野で大きな期待が寄せられている。本研究で得られた成果は、これらの材料中の酸素含有量を増やすと磁気特性にどのような影響を及ぼすかについて、さらなる研究を進めるための確かな基礎となり、将来に向けて持続可能な高性能材料を開発するという、より広範な目標にも合致するものである。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] University of Oxford/University College London/Rutherford Appleton Laboratory(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Oxford/University College London/Rutherford Appleton Laboratory
  • [国際共同研究] Univ. Artois(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Univ. Artois
  • [国際共同研究] Institute of Physics, CAS(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Institute of Physics, CAS
  • [雑誌論文] High-pressure synthesis and magnetic properties of Gd2Rh3Al9 with a distorted honeycomb lattice2024

    • 著者名/発表者名
      H. Hiroaki, X. Kang, A. A. Belik, H. K. Yoshida, and K. Yamaura
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry

      巻: 330 ページ: 124487

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2023.124487

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Review of progress in the materials development of Re, Os, and Ir-based double perovskite oxides2024

    • 著者名/発表者名
      J. Chen, H. L. Feng, and K. Yamaura
    • 雑誌名

      Materials Today Physics

      巻: 40 ページ: 101302

    • DOI

      10.1016/j.mtphys.2023.101302

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-pressure synthesis of half-doped perovskites MnV0.5Nb0.5O3 and MnV0.5Ta0.5O3 with unusual A-site small Mn2+ cations2023

    • 著者名/発表者名
      X. Kang, H. Hayashi, A. A. Belik, Y. Tsujimoto, and K. Yamaura
    • 雑誌名

      High Pressure Research

      巻: 44 ページ: 25-37

    • DOI

      10.1080/08957959.2023.2283543

    • 査読あり
  • [雑誌論文] La4Ga2S8O3: A Rare-Earth Gallium Oxysulfide with Disulfide Ions2023

    • 著者名/発表者名
      H. Yan, K. Fujii, H. Kabbour, A. Chikamatsu, Y. Meng, Y. Matsushita, M. Yashima, K. Yamaura, and Y. Tsujimoto
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 62 ページ: 10481-10489

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.3c01524

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic inhomogeneities in the quadruple perovskite manganite [Y2-xMnx]Mn6 O122023

    • 著者名/発表者名
      A. M. Vibhakar, D. D. Khalyavin, P. Manuel, N. J. Steinke, L. Zhang, K. Yamaura, A. A. Belik, and R. D. Johnson
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 108 ページ: 54403

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.108.054403

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hybrid Improper Ferroelectricity in Columnar (NaY)MnMnTi4O122023

    • 著者名/発表者名
      R. Scatena, R. Liu, V. V. Shvartsman, D. D. Khalyavin, Y. Inaguma, K. Yamaura, A. A. Belik, and R. D. Johnson
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie - International Edition

      巻: 62 ページ: e202305994

    • DOI

      10.1002/anie.202305994

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Promising Approach to Achieving a Large Exchange Bias Effect in Bulk Materials with Small Cooling Fields2023

    • 著者名/発表者名
      X. Kang, R. Ishikawa, A. A. Belik, Y. Tsujimoto, S. Kawata, and K. Yamaura
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 35 ページ: 8621-8628

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.3c01653

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cd2FeReO6: A High-TC Double Perovskite Oxide with Remarkable Tunneling Magnetoresistance2023

    • 著者名/発表者名
      X. Kang, R. Ishikawa, A. A. Belik, Y. Tsujimoto, M. Arai, S. Kawata, and K. Yamaura
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 62 ページ: 18474-18484

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.3c02671

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large anomalous Hall effect observed in the cubic-lattice antiferromagnet Mn3Sb with kagome lattice2023

    • 著者名/発表者名
      H. Hayashi, Y. Shirako, L. Xing, A. A. Belik, M. Arai, M. Kohno, T. Terashima, H. Kojitani, M. Akaogi, and K. Yamaura
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 108 ページ: 75140

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.108.075140

    • 査読あり
  • [学会発表] 酸素含有Ti系ハイパーマテリアルの合成2023

    • 著者名/発表者名
      押切倫太郎, 山浦一成, 山本貴史, 石川明日香, 田村隆治
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] Exploration of oxide-based hypermaterials using high-pressure quenching2023

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Hashizume, Alexei Belik, Kazunari Yamaura, Asuka Ishikawa, Shintaro Szuki, Ryuji Tamura
    • 学会等名
      International conference on complex orders in condensed matter: aperiodic order, local order, electronic order, hidden order
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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