2016 Fiscal Year Research-status Report
レニウム酸化物を中心とする二次元電子系物質の開発と新奇量子物性の探究
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15K05187
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| Research Institution | Toyota Physical and Chemical Research Institute |
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Principal Investigator |
上田 寛 公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー事業部門, フェロー (20127054)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | レニウム酸化物 / 二次元電子系 / 強相関電子系 / 物質開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に続いてBi2ReO6の合成を色々な手立てを尽くして試みたができなかった。この物質は熱平衡下では存在しないと思われる。次に、同じくRe6+ (d＝1,S=1/2) の酸化物の開発を目指し、Ba2ReO5とSr2ReO5およびBa3Re2O9とSr3Re2O9の合成に成功した。合成には湿気に敏感なBaOやSrOを使用するので、ドライボックスを購入し、ドライボックス中での秤量とプレス成型ができるようにセットアップした。これらの物質はまだ不純物相を含んでいて、現在、試料の純化を急いでいる。Ba2ReO5とSr2ReO5はRe6+の鎖状構造を持ち、Ba3Re2O9とSr3Re2O9は二次元構造を持つので、低次元的性質が期待できる。予備的測定では、Ba2ReO5とBa3Re2O9は絶縁体で、磁化率はキュリー・ワイス挙動を示し、低温まで磁気秩序の気配はない。一方、Sr2ReO5では磁化率の極大という低次元的挙動が観測された。興味深いのはSr3Re2O9で、かなり伝導性が良く、しかも150Ｋ近傍で磁化率の急激な減少が観測され、何らかの相転移の存在が示唆された。他には、酸素空格子点規則配列型CaVO3-yおよびSrVO3-yを合成し、それに水素を接触させることによりH-が規則配列した酸水素化物の合成に挑戦している。
他の実績としては、正方晶ルチル構造を持つ強磁性金属 CrO2 において、Crの結晶学的サイトは一つにも拘わらず二つのCr-NMRスペクトルが観測されるという古くからの謎について、二つのCrサイトでd電子の軌道占有の違いがあり、そのため局所構造の対称性が低下しているためであることを明らかにした。局所的に歪んだ構造は粉末中性子回折の原子対相関関数を用いた局所構造解析からも明らかにした。また、圧力誘起超伝導を示すベータバナジウムブロンズの高圧下での超伝導特性を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
二次元電子系物質として期待したBi2ReO6は合成できないことが判明したが、代わりに低次元系物質として期待されるBa2ReO5とSr2ReO5およびBa3Re2O9とSr3Re2O9の合成に成功し、予備的ではあるが、新奇な相転移らしきものを観測したので、研究は概ね順調に進展していると言える。
また、新たな試みとして、H-が規則配列した酸水素化物の合成に挑んでいる。酸素空格子点規則配列型CaVO3-yおよびSrVO3-yの合成には成功し、それらは室温から100℃程度で急激に酸化されることを確認していて、水素と接触させることによりH-を取り込むのではないかと期待している。H-が規則配列した酸水素化物の合成はこれまで報告がなく、成功すれば画期的と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、Ba2ReO5とSr2ReO5およびBa3Re2O9とSr3Re2O9の試料の純化に全力をそそぐ。それと単結晶育成を試みる。現環境には電気抵抗や磁化率などのマクロな物性測定装置はなく、共同研究により電気的・磁気的性質を明らかにする。また、共同研究により構造相転移の検証を行う。微視的な電子状態の解明として、共同研究によりReのNMR測定を行う。
酸素空格子点が規則配列した酸素欠損CaVO3-yおよびSrVO3-yについて、外気に触れないようにして水素に接触させる工夫をし、H-が規則配列した酸水素化物の合成に挑戦する。また、窒素やフッ素とも接触させ、窒素イオンやフッ素イオンが規則配列した酸窒化物や酸フッ化物などの複合アニオン化合物の創製にも挑戦する。
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| Causes of Carryover |
消耗品費と旅費が当初計画より少し少なく済んだため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の国内旅費と消耗品費に充当する。
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[Presentation] K2Cr8O16の高圧μSR2017
Author(s)
杉山 純, 野崎 洋, 梅垣いづみ, 礒部正彦, 高木英典, 上田 寛, Martin Mansson, Ola K. Forslund, Yasmine Sassa, Daniel Andreica, Zurab Guguchia
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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