2019 Fiscal Year Annual Research Report
Novel physical properties induced by mobile ions in strongly correlated electron systems
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17K05034
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
川崎 祐 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (10346588)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 浩一 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (20284317)
岸本 豊 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (80201458)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 可動イオン / 遷移金属酸化物 / 強相関系 / 金属絶縁体転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バナジウムブロンズδ-Ag2/3V205 は，225 Kにおいて金属絶縁体転移を示す。その転移は可動イオンであるAg+イオンの規則配列が引き起こすVイオンの3d電子の電荷整列に起因した新奇な相転移と考えられている。高温で既に1/3程度のVにおいて電荷分離が起こっており，これがAg+イオンの秩序に誘起されて電荷整列の発現に至った可能性がある。Ag-NMR, V-NMR測定から，電荷分離と電荷整列がAgのイオン運動・秩序とどう対応して出現するのかを明らかにする事が目的である。
まず，Ag+イオン秩序を伴う場合のVの3d電子状態を調べた。昨年度までの研究により，この相転移が電荷分離を伴うものであり，低温相ではV4+-V4+のペアにおける3d電子が Δ/k_B=135 Kの大きさのエネルギーギャップを持つスピン一重項状態にある事が示された。また，2サイトのV5+が数比1:1で存在する事が分かり，低温相での電荷整列モデルが提案された。このモデルではVの3d電子がAg+イオン近くのVサイトに局在化し，Ag+イオン秩序が電荷整列パターンに影響を及ぼしており，非常に興味深い。
次に，室温から試料を急冷する事により，Ag+イオンが無秩序配列した時の基底状態を調べた。この場合，Ag+イオン秩序を伴う場合と異なり，核スピン格子緩和率は2成分からなり，熱活性型の温度依存性を示さない速い緩和成分が現れた。これはスピン一重項を形成しないV4+サイトの存在を示しており， Ag+イオンの秩序/無秩序が電荷整列に及ぼす影響が現れていると考えられる。
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