希土類材料における誘起状態の形成とフロンティア機能の発現

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15635004
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 町田 憲一 大阪大学, 先端科学技術共同研究センター, 教授 (00157223)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松 高行 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60143822) ; 福永 博俊 長崎大学, 工学部, 教授 (10136533) ; 佐藤 次雄 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90091694) ; 河合 啓一 岐阜大学, 農学部, 教授 (00002064) ; 舘脇 洋 名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 教授 (20002115)
• Keywords: 希土類元素 / 希土類化合物 / 複合体 / 磁性 / 光物性 / 反応性 / 複合機能 / フロンティア機能

Research Abstract

平成15年度の研究成果は以下の通りである。
1 希土類系化合物における誘起状態の形成と機能発現機構の解明
本研究項目では、相対論ならびに電子相関を考慮した分子軌道計算により、4f軌道のエネルギー準位を各希土類元素毎に精密に決定する計算手法を検討した。また、4f軌道準位に関する理論計算の結果と対応させ、4f電子準位の制御の可能性を検討した。
2 自己組織化による希土類化合物および物質相の創製と機能
希土類関連化合物および物質相の形態制御を系統的に行い、希土類のもつ特異な配位不飽和性とRedox機能に基づく新たな機能物性を発現する化合物ならびに物質相の探索を行った。また、これらの機能と4f電子に直接由来する磁性、導電性ならびに光学物性との複合機能の探索も併せて行った。
3 新規スピン-スピン相互作用系の構築と高性能、高機能磁性物質の探索
従来の希土類-鉄系あるいは希土類-コバルト系以外も含めた合金ならびに化合物の磁性を調査すると共に、その発現機構を明らかにした。また、この結果をもとに、ナノ複合体等への形態制御による新規高性能、高機能磁性化合物および物質相の探索を行った。さらに、高圧条件下で4f電子スピンと伝導電子との強相関物性の測定と高機能化について検討を加えた。
4 光誘起4f電子機能材料の創製とその応用
4f電子の特徴的な遷移過程に基づく光の吸収ならびに発光作用を利用して、光の波長変換、光強度の増幅、特定波長光の吸収と放出、光の航路変換等を効率よく行うことが可能な光機能材料およびシステムを探索した。また、これらの材料を用いて新規な光機能システムの可能性を調査、検討した。
5 研究成果のまとめ、総合評価と今後の展望
本研究で得られた成果を整理すると共に総合的に評価し、そのフロンティア機能としての学術的体系化を行った。なお、以上の成果をもとに特定領域研究「希土類系自己組織化物質の創製と誘起機能」のヒアリングに臨んだが、今回は採択には至らなかった。

Research Products

• [Publications] T.Horikawa: "Magnetic Property of Nd-Fe-B Sintered Magnet Powders Sorbed by Yb Metal Vapor"Jpn.J.Appl.Phys.. 42(7A). L741-L744 (2003)
• [Publications] J.-R.Liu: "Electromagnetic Wave Absorption Properties of α-Fe/Fe_3B/Y_2O_3 Nanocomposites in Giga Hertz Range"Appl.Phys.Lett.. 83(11). 4017-4019 (2003)
• [Publications] J.-S.Wang: "Mechanochemical Synthesis of SrTiO_<3-x>F_x with High Visible Light Photocatalytic Activities for Nitrogen Monoxide Destruction"J.Mater.Chem.. 13(9). 2348-2352 (2003)
• [Publications] H.Fukunaga: "Gapless Fe-based Metallic Cores with Low Permeability"J.Magn.Magn.Mater.. 254-255. 519-521 (2003)
• [Publications] H.Honma: "New technique for Writing of Nonlinear Optical Single Crystal-lines in Glass"Appl.Phys.Lett.. 83(14). 2796-2798 (2003)
• [Publications] H.Tatewaki: "Gaussian-type Functions without Prolapse for Dirac-Fock-Roothaan Equation"J.Comp.Chem.. 24. 1823-1828 (2003)