平面四配位鉄酸化物の金属化・強磁性体化

平面四配位氧化铁的金属化和铁磁化

• 批准号: 25889037
• 负责人: 山本 隆文
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-08-30 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25889037/
• 关键词: 平面四配位; 鉄酸化物; 高圧; 電荷移動転移

本研究では、元素置換などによって平面四配位鉄酸化物を強磁性体・金属化することを目的とした研究である。代表者は申請書に掲げるSrFeO2のSrサイトを希土類元素で置換を行った。Nd,Sm,Ho置換SrFeO2では、得られた試料の組成が(Sr1-xLnx)Fe2+O2+x/2のようになり、余剰の酸素が希土類を置換した分だけ無限層の層間に挿入されていることが分かった。これにより、期待したようなキャリアドープはできていないことが分かった。またEu置換体においては余剰酸素はなかったもののEuが三価でなく二価で固溶することによってやはり絶縁体となった。(Sr2+0.7Eu2+0.3)Fe2+O2に高圧をかけるとEu2+からFe2+へ電荷移動を起こし、鉄の価数が1.7価（一価と二価の混合原子価）となることが分かってきた。またこの時室温付近で強磁性の金属となった。Euを固溶していないSrFeO2も高圧下で金属強磁性化するが、SrFeO2だと金属強磁性化する転移圧力が33GPaであったのに対してEu30%置換体では大幅に下がり15GPaとなった。このことは平面四配位鉄酸化物の金属化と強磁性化を常圧で実現するうえで重要なステップとなると考えられる。また計画書に示すようにSrFeO2へのアルカリ金属置換と4d,5d遷移金属置換にもトライしたが、現時点では目的の平面四配位鉄酸化物の合成成功には至っていない。

这项研究旨在通过元素取代等将平面四氧化铁将氧化铁变成铁磁和金属化的材料。代表者用稀土元素代替了应用程序中列出的SRFEO2的SR位点。在ND，SM，HO取代的SRFEO2中，所获得的样品的组成为（SR1-XLNX）Fe2+O2+X/2，发现将多余的氧气插入了无限层的层之间，以取代稀土的量。这表明无法预期的载体掺杂。此外，尽管欧盟取代的产品中没有多余的氧气，但欧盟溶解在二价而不是三价，导致绝缘子。 （SR2+0.7EU2+0.3）已经发现，将高压施加到Fe2+导致电荷转移从EU2+到Fe2+，从而导致1.7价（单价和二价的混合价）。目前，它在室温左右变成了铁磁金属。不溶解EU的SRFEO2也会在高压下变为金属铁磁磁性，但是在SRFEO2下，转化金属铁磁化的过渡压力为33GPA，而EU30％的替代则显着降低至15GPA。人们认为这是在大气压下实现平面四氧化铁的金属化和铁磁化的重要步骤。此外，如计划中所示，我们还试图替换SRFEO2中的碱金属以及4D和5D过渡金属，但是在这一点上，我们尚未成功地合成所需的平面四核氧化铁。

项目成果

平面四配位鉄酸化物における圧力誘起電荷移動転移

平面四配位氧化铁中压力诱导的电荷转移转变

• 作者: 山本 隆文;川上 隆輝;水牧 仁一朗;吉井 龍太;岡田 卓;八木 健彦;小林 洋治;高野 幹夫;陰山 洋
• 通讯作者: 陰山 洋

Chemical Substitution for the Square Planar Iron Oxides

方形平面氧化铁的化学替代

• 作者: 山本 隆文;川上 隆輝;水牧 仁一朗;吉井 龍太;岡田 卓;八木 健彦;小林 洋治;高野 幹夫;陰山 洋;Takafumi Yamamoto
• 通讯作者: Takafumi Yamamoto

Hydride Reductions of Transition Metal Oxides

过渡金属氧化物的氢化物还原

• DOI: 10.1246/cl.130581
• 发表时间: 2013
• 期刊: Chem. Lett.
• 作者: 側原 圭太;中山 久広;笠原 次郎;松岡 健;松尾 亜紀子;富岡 定毅;平岩 徹夫;船木 一幸;Takafumi Yamamoto and Hiroshi Kageyama
• 通讯作者: Takafumi Yamamoto and Hiroshi Kageyama