2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K06840
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
藤井 伸平 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (90189994)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 昌和 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (40294524)
小山 佳一 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (70302205)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 構造の相対的安定性 / 電子状態 / 磁気状態 / Cu2Sb型とTiSi2型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(Cr1-xMnx)AlGeに対する電子構造計算を行い、x>0.125では正方晶Cu2Sb型構造が安定で、x<0.125では斜方晶TiSi2型構造がエネルギー的に安定となること、斜方晶TiSi2型構造ではx=1を除いて大きなスピン分極率を示しハーフメタル性を保持することを見出した。斜方晶TiSi2型Cr(Al2-xGex) に対する電子構造計算では、CrGe2を除いて大きなスピン分極率を示しハーフメタル性を保持するという結果を得た。これらの成果については、日本金属学会2017年秋期大会、日本金属学会2018年春期大会にて発表した。
（Cr1-xMnx)AlGeについてX線回折測定や磁化測定を行い、x>0.25では 正方晶Cu2Sb 型構造単相、0.2>x>0.1では正方晶Cu2Sb 型構造と斜方晶TiSi2型構造の二相共存、x = 0.95では熱処理温度によってCu2Sb型とTiSi2型の2相共存またはTiSi2型単相、x = 1.0 でTiSi2型構造単相であることを見出した。また、x = 0.8で磁気特性（自発磁化やキュリー温度）が最も高くなり、その後磁性が減少することも見出した。Cr(Al2-xGex)に対しては、1.0>x>0.85では斜方晶TiSi2 型構造単相であることを見出した。これらの成果については、日本金属学会2017年秋期大会、国際学会ICMS2017（フランス）にて発表した。
CrAlGeの比熱，熱電能，熱伝導率，電気抵抗率測定を行い，低温領域において磁気的グラス状態が発達している可能性、伝導キャリアがホールであること、電気抵抗率は温度減少とともに値が減少する金属的な振る舞いを示すことを見出した。
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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
当該研究者の所属する大学での設備に加え、東北大学金研強磁場センターおよび東大物性研の共同利用装置の利用がスムースに行えたため、「研究実績の概要」に示したように、理論班、実験班ともに当初の研究計画は着実に実行され多くの成果を見出している。また、これらの研究成果は関連学会にて発表しており（国内の学会にて3件、国際学会にて1件）、さらに、学術雑誌へ論文を投稿中である。このようなことを踏まえて、当初の予定通りにおおむね順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
理論班は、MnAlGeとMn(Al1-xGex)、Mn1-xXxAlGe（X=遷移元素）など、その関連物質を対象とする。キュリー温度（常磁性状態から強磁性状態へと転移する温度）の増大や、分子当たりの磁化（磁気モーメントの大きさ）の増大という観点で、第一原理計算を実行する。
実験班は、Mn(Al1-xGex)と(Mn1-xFex)CoGe を対象とする。多結晶試料の合成を行い、基礎物性特性の評価を行う。電気抵抗、比熱・熱電能測定は伊藤、試料合成とその他の測定は小山が担当する。Feが含まれる物質は、小山がメスバウア分光（温度10-300 K）を行い、Fe置換結晶サイトの特定と磁気モーメントを微視的に評価する。
電子構造計算及び基礎磁気特性評価（X線粉末回折測定、磁化測定、比熱・熱電能熱測定、電気抵抗測定、Feメスバウア分光測定等）は鹿児島大学で行う。強磁場実験が必要な場合は、東北大学金研強磁場センターで共同利用強磁場磁石を用いて実験を行う。高圧下の実験が必要な場合は、東大物性研の共同利用装置を用いて行う。
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