二次元ホウ素一炭素ネットワークを有する金属ボロカ-バイドの電子状態と物性

二维硼碳网络金属硼碳化物的电子态和物理性质

基本信息

批准号：
09243212
负责人：
鈴木和也
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

グラファイト及びその層間化合物は様々な機能性材料として有用であり、グラファイトにかわる新しい二次元pi電子系を創出することは新機能性材料開発において極めて重要である。本研究は、ホウ素と炭素からなるグラファイト類似二次元ネットワーク有する金属ボロカ-バイドRB_2C_2、RB_2C(R:アルカリ土類、希土類)を合成し、その電子状態を明らかにすることを目的とした。本年度はRB_2C_2のうち、R=Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tmの各化合物の多結晶体を合成し、その磁化率、磁化曲線、および熱容量の測定を行い、磁気相転移の性質を明らかにした。これらの化合物の磁気相転移温度はR=Gd(45.5K),Tb(23.5K),Dy(24.5K,15.0K),Ho(5.9K,5.1K),Er(14.6K,13.0K),Tm(15.5K)であった。GdB_2C_2およびTmB_2C_2は単純な反強磁性体であるがTbB_2C_2は面内容易軸のらせん磁性体であった。また残りの化合物ではそれぞれ二つの相転移が熱容量により認められ、磁場中熱容量測定の結果から、DyB_2C_2、HoB_2C_2の高温側の相転移は磁場にほとんど依存しない磁気四重極転移であり、低温部の相転移は弱い自発磁化を伴う反強磁性であること、またErB_2C_2の二つの相転移は反強磁性相間の逐次相転移であることを明らかにした。LaB_2C_2,CeB_2C_2の二つの化合物については本年度導入した単結晶育成用アーク溶解炉を用いて単結晶育成を試み、得られた結晶のラウエ写真により単結晶性を確認した。また、電気伝導測定を行い、いずれの結晶も残留抵抗比が約25、低温における残留抵抗率が0.7μΩcmとなり、低温高磁場でシュブニコフ・ドハース振動が観測されうる程度の良質な単結晶がえられた。これによりこの化合物群の電子状態の研究が大いに進むものと思われる。

石墨及其插层化合物可用作各种功能材料，创建新的二维π电子体系来替代石墨对于新型功能材料的开发极为重要。本研究的目的是合成具有由硼和碳组成的类石墨二维网络的金属硼碳化物RB_2C_2、RB_2C（R：碱土、稀土），并阐明其电子态。今年，我们将合成RB_2C_2中R=Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm化合物的多晶，测量它们的磁化率、磁化曲线和热容，并研究揭示的磁相变特性。这些化合物的磁相变温度为R=Gd(45.5K),Tb(23.5K),Dy(24.5K,15.0K),Ho(5.9K,5.1K),Er(14.6K,13.0K), TM（15.5K）。 GdB_2C_2和TmB_2C_2是简单的反铁磁体，但TbB_2C_2是具有面内易轴的螺旋磁体。另外，基于热容量，在剩余化合物中观察到了两次相变，并且从磁场中热容量测量的结果来看，DyB_2C_2和HoB_2C_2的高温侧的相变是磁四极转变，几乎与磁场无关，低温侧的相变表明相变是反铁磁的，自发磁化强度较弱，ErB_2C_2的两个相变是反铁磁相之间的连续相变。对于LaB_2C_2和CeB_2C_2这两种化合物，我们尝试使用今年引进的用于单晶生长的电弧熔炉来生长单晶，并通过所得晶体的劳厄照片确认了单晶性。此外，我们进行了电导率测量，发现每个晶体的残余电阻比约为25，低温残余电阻率为0.7 μΩcm，表明获得了高质量的单晶，其中Shubnikov-DeHaas振荡可以得到满足。在低温和高磁场中观察到。预计这将极大地推进对这组化合物的电子态的研究。