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。

石墨及其插入化合物可作为多种功能材料有用，并创建新的二维Pi-Electron系统来代替石墨对于开发新功能材料极为重要。这项研究旨在合成金属Boroka-Bides RB_2C_2和RB_2C（R：碱土，稀土），它们具有由硼和碳制成的石墨样二维网络，并阐明其电子状态。今年合成了R = Gd，TB，DY，HO，ER和TM化合物的RB_2C_2的多晶体，并测量了其磁敏感性，磁化曲线和热容量以阐明磁相变换的性能。这些化合物的磁相过渡温度为R = GD（45.5K），TB（23.5K），DY（24.5K，15.0K），HO（5.9K，5.1K），ER（14.6K，13.0K）和TM（15.5K）。 GDB_2C_2和TMB_2C_2是简单的反铁磁铁，而TBB_2C_2是螺旋磁体，平面易于轴。此外，由于热电容引起的每种剩余化合物，从磁场中的热电容测量结果观察到了两个相变，可以发现，在磁场高温的高温方面的相变是磁性四倍体的磁性偏移，并且相位均与磁场相关。具有弱的自发磁化，并且ERB_2C_2的两个相变是抗磁磁相之间的连续相变。两种化合物LAB_2C_2和CEB_2C_2试图使用今年引入的单晶生长的弧熔炉生长单晶，并通过获得的晶体的劳埃照片确认了单晶特性。此外，测量电导率，两种晶体的残留电阻比约为25，低温下的残留电阻率为0.7μΩCM，从而导致高质量的单晶，可以在低温下在高磁场下观察到Schubnikov-Dhaas振动。这可能会导致对该化合物的电子状态进行更多进一步研究。