二量体構造を利用した遷移金属酸化物の構造制御と機能探索

利用二聚体结构进行过渡金属氧化物的结构控制和功能探索

• 批准号: 21K04641
• 负责人: 漆原 大典
• 金额: $ 2.5万
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04641/
• 关键词: 結晶構造解析; 二量体構造; 磁気物性; 電子物性

本研究では量子スピン系物質NaCu2VP2O10のもつスピンモデルを結晶構造評価および物性測定から明らかにする。NaCu2VP2O10は平面配位のCuO4が二量体構造を形成し、磁性イオンが二次元的な配位を示す物質である。結晶学的な知見に基づき二量体構造の配位環境および局所構造を制御し、電気磁気物性に関する機能探索を行う。当該年度の研究計画に基づき、磁性イオンサイトへの異種イオンの置換、Naイオン欠損の影響の調査および単結晶試料の育成を行った。CuサイトにMgイオンを置換することで、不純物誘起の磁気秩序が発達することを明らかにしてきた。他のイオンを置換した試料においても磁気特性評価を行い、特定の置換イオンにおいて逐次相転移を示すことを明らかにした。平均構造および局所構造の評価を行い、結晶学的な知見からも評価を進める予定である。化学分析の結果から合成時の焼成温度に起因して顕著なNaイオンの揮発が生じていることが明らかとなった。Naイオンの欠損量に伴い積層方向の格子定数が減少し、磁化率の極大値を示す温度が変化した。Naイオンの欠損に伴い層間の磁性イオン間の相互作用が変化したことが示唆された。フラックス法を用いたNaCu2VP2O10の単結晶の育成では、温度、冷却時間を検討し、最大で長手方向が1㎜程度の短冊状の結晶の育成に成功した。単結晶X線回折法および透過型電子顕微鏡法から目的の物質が合成できていることを確認した。合成条件を最適化することでより大きな単結晶を育成し、電気磁気特性の異方性の評価を進める。

在这项研究中，将通过晶体结构评估和物理性能测量来阐明基于量子自旋材料NaCu2VP2O10的自旋模型。 NACU2VP2O10是一种物质，其中CuO4在平面配位中形成二聚体结构，并且磁离子表现为二维协调。基于晶体学知识，控制了二聚体结构的协调环境和局部结构，并搜索了电磁属性的功能。根据当年的研究计划，我们研究了在磁离子位点取代异源离子，研究了钠离子缺乏症的影响并开发了单晶样品。据揭示，当Mg离子被CU位点代替时，杂质诱导的磁序会形成。还评估了其他离子被取代的样品的磁性特征，并发现在特定取代的离子处表现出顺序的相变。将评估平均结构和局部结构，并将根据晶体学发现进行评估。化学分析的结果表明，由于合成过程中钙化温度，NA离子的挥发是显着产生的。随着NA离子中的缺陷量，堆叠方向的晶格常数减小，而温度（代表磁敏感性的最大值）变化了。有人提出，层之间的磁离子之间的相互作用随着NA离子的缺陷发生了变化。在使用通量方法的NACU2VP2O10的单晶体生长中，研究了温度和冷却时间，并且最大长度约为1 mm的条形晶体的生长成功。已经证实，可以使用单晶X射线衍射和透射电子显微镜合成目标材料。通过优化合成条件，生长较大的单晶，并进行电磁特性各向异性的评估。

项目成果

リチウムイオン伝導体LixLa1/3(1-x)NbO3の変調構造と局所構造観察

锂离子导体LixLa1/3(1-x)NbO3调制结构和局域结构的观察

• 发表时间: 2022
• 作者: 酒井勇祐;漆原大典;浅香透;福田功一郎;Zijian Yang;谷端直人;武田はやみ;中山将伸
• 通讯作者: 中山将伸

Crystal structure and various physical properties in novel layered compounds

新型层状化合物的晶体结构和各种物理性质

• 发表时间: 2021
• 作者: Urushihara Daisuke;Asaka Toru;Fukuda Koichiro
• 通讯作者: Fukuda Koichiro

希土類層状鉄酸化物ErFe2O4の不定比性と磁気物性

稀土层状氧化铁ErFe2O4的非化学计量性质及磁性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 坂部友香;漆原大典;浅香透;福田功一郎
• 通讯作者: 福田功一郎

Octahedral Tilting and Modulation Structure in Perovskite-Related Compound La1/3NbO3

钙钛矿相关化合物 La1/3NbO3 的八面体倾斜和调制结构

• DOI: 10.1002/pssb.202100561
• 发表时间: 2022
• 期刊: Phys Status Solidi B Basic Res
• 作者: Yusuke Sakai;Daisuke Urushihara;Toru Asaka;Koichiro Fukuda;Zijian Yang;Naoto Tanibata;Hayami Takeda;Masanobu Nakayama
• 通讯作者: Masanobu Nakayama

Na(Cu1-xMx)2VP2O10 (M = Mg, Zn)における不純物誘起磁気秩序と結晶構造

Na(Cu1-xMx)2VP2O10 (M = Mg, Zn) 中杂质引起的磁序和晶体结构

• 发表时间: 2021
• 作者: 田中 健太;川口 颯太;漆原 大典;福田 功一郎;浅香 透
• 通讯作者: 浅香 透