融剤法における希土類キラル金属磁性体の不斉合成とその物性研究

通量法不对称合成稀土手性金属磁性材料及其物理性能研究

基本信息

批准号：
21K03467
负责人：
大原繁男
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

融剤法におけるキラル結晶の不斉合成方法の開発のために、種結晶添加法、育成温度振動法、超音波印加法を試みた。いずれについても結晶合成の温度条件を最適にすることが必要であり、YbNi3Al9およびその6%Cu置換した物質について、結晶成長温度と融剤の量の関係を明らかとした。温度振動法については、データベースに状態図があり、YbNi3Al9の簿物質といえるYbAl3を用いて、その効果を調査した。種結晶添加法は、種結晶が溶融せず、かつ、物質構成元素のニッケルが溶け込む適切な育成温度を見いだせず、不斉合成には至らなかった。YbAl3を用いた温度振動法からは、結晶核数の調整は簡単ではないことがわかり、データベースの状態図が正確ではない、あるいは、物質としての過冷却（あるいはその逆の現象）が大きいことが考えられる。一方で、育成時の最高温度あるいは育成に用いる温度範囲が広いほど、大型の結晶になることが明確となった。この観点を用いてYbNi3Al9への6%Cu置換試料について融剤の量を適切にして育成温度範囲を拡大することで大型の結晶を得るに至った。超音波印加は溶融した原材料の混合を目的として装置を作製し、印加ができることの確認に至った。反強磁性的に結合したキラル磁性体の研究として、GdNi3Ga9の磁気構造を円偏光共鳴Ｘ線散乱により観測した。また、NiへのCo置換を行い、その磁性の変化を明らかとした。SmNi3Ga9については質の高い大型の結晶を得るべく、Co置換試料も含めて、合成条件の最適化を試みた。GdNi3Ga9については成果を取りまとめる段階に至った。SmNi3Ga9については、さらに結晶合成の最適化を進める必要がある。

为了开发一种利用助熔剂法不对称合成手性晶体的方法，我们尝试了晶种添加法、生长温度振荡法和超声波应用法。在这两种情况下，都需要优化晶体合成的温度条件，并且明确了YbNi3Al9及其Cu取代量为6%的物质的晶体生长温度与熔剂用量之间的关系。关于温度振动法，数据库中有相图，并使用YbAl3研究了效果，YbAl3可以说是YbNi3Al9的标准材料。晶种添加方法不会导致不对称合成，因为无法找到晶种不熔化且材料构成元素镍溶解的合适生长温度。使用YbAl3的温度振荡方法表明晶核数量不容易调整，数据库中的相图不准确，或者材料高度过冷（或反之亦然）。另一方面，已经清楚的是，生长期间的最高温度越高或用于生长的温度范围越宽，晶体将越大。基于这一观点，对于用6％Cu代替YbNi3Al9的样品，通过适当调整助熔剂的量并扩大生长温度范围，能够获得大晶体。我们制作了一种用于混合熔融原料的装置，并确认它可以施加超声波。作为反铁磁耦合手性磁性材料的研究，通过圆偏振共振X射线散射观察了GdNi3Ga9的磁性结构。我们还用 Co 代替了 Ni，并阐明了其磁性的变化。对于 SmNi3Ga9，我们尝试优化合成条件，包括 Co 取代样品，以获得大的高质量晶体。关于GdNi3Ga9，我们已经到了编译结果的阶段。对于SmNi3Ga9，需要进一步优化晶体合成。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

アシンメトリ量子物質をどう作るかーハニカム磁性体の探査ー

如何制作不对称量子材料-蜂窝磁性材料探索-

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Nakamura;E. Matsuoka;H. Sugawara;T. Sakurai;and H. Ohta;大原繁男
通讯作者：
大原繁男

Determination of Crystallographic Planes for a Polyhedral Single Crystal

多面体单晶晶面的测定

DOI：
10.7566/jpscp.33.011067
发表时间：
2021
期刊：
JPS Conf. Proc.
影响因子：
0
作者：
Akiko Nakao;Taketo Moyoshi;Kentaro Moriyama;Takeshi Matsumura;Kenshirou Iba;Shigeo Ohara;Yoshihisa Ishikawa;Koji Munakata;Takashi Ohhara;and Ryoji Kiyanagi
通讯作者：
and Ryoji Kiyanagi

Crystal field excitation in the chiral helimagnet YbNi3Al9

DOI：
10.1103/physrevb.107.104425
发表时间：
2023-03
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Mitsuru Tsukagoshi;Suguru Kishida;Kenshin Kurauchi;D. Ito;Koya Kubo;T. Matsumura;Y. Ikeda;Shota Nakamura;S. Ōhara
通讯作者：
Mitsuru Tsukagoshi;Suguru Kishida;Kenshin Kurauchi;D. Ito;Koya Kubo;T. Matsumura;Y. Ikeda;Shota Nakamura;S. Ōhara

コバルト置換によるカイラル物質GdNi3Ga9の磁気相図の変化

钴取代导致手性材料 GdNi3Ga9 磁相图的变化