バナジウム酸化物における酸素不定比性の制御と構造・物性

氧化钒中氧非化学计量和结构/物理性质的控制

• 批准号: 08227220
• 负责人: 上田 寛
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08227220/
• 关键词: バナジウム酸化物; 量子スピン系物質; ド-ピング; 単結晶育成; 高温超伝導体; スピンギャップ; スピン・パイエルス転移

本年度は、バナジウム酸化物を中心に量子スピン系物質の開拓およびその物性の研究を行った。具体的には、新しいスピン・パイエルス物質NaV_2O_5を発見し、単結晶育成にも成功した。また、不定比化合物Na_xV_2O_5について、スピン・パイエルス転移は不定比性により急激に抑えられること、反強磁性長距離秩序は現れないこと、伝導性は増加し、その温度変化は一次元variable range hopping伝導機構を示すこと、などを見出した。前年度において発見したスピン・ラダー系物質CaV_2O_5については、Ti置換を試み、スピン・ラダー系銅酸化物と違って反強磁性長距離秩序は現れないことを検証した。類似の構造をとるMgV_2O_5については中性子散乱実験でスピン・ギャップと思われるエネルギー・ギャップを観測した。MgV_2O_5もスピン・ラダー系物質の可能性がある。擬一次元ジグザグ鎖物質LiV_2O_5は極低温まで反強磁性長距離秩序もスピン・ギャップも示さない。この物質については、単結晶育成にも成功した。CsV_2O_5はダイマー系物質で基底状態はスピン一重項状態である。このほか、様々な低次元バナジウム酸化物が新たに合成され、その物性は検討中である。また、金属-絶縁体転移(パイエルス転移)を示す有名な物質VO_2において、3価陽イオンを置換した場合、M_2相と呼ばれる新たな構造をもつ絶縁体相が現れるが、この相における300K近傍での相転移はスピン・パイエルス転移であることを示した。高温超伝導体研究では、核磁気共鳴グループとの共同研究で、214化合物での擬スピン・ギャップ挙動の検証を行った。214化合物で擬スピン・ギャップ挙動が明確に観測されないのは、金属イオンの置換によるランダムネスに起因している。

今年，我们开发了基于量子自旋的材料并研究了它们的物理性质，重点是氧化钒。具体来说，我们发现了一种新的自旋佩尔斯物质NaV_2O_5，并成功生长了单晶。此外，对于非化学计量化合物Na_xV_2O_5，自旋-佩尔斯跃迁被非化学计量快速抑制，反铁磁长程有序不出现，电导率增加，其温度变化为一维变程跳跃传导。它显示了机制等。针对前一年发现的自旋梯材料CaV_2O_5，我们尝试了Ti替代，并证实与自旋梯铜氧化物不同，不会出现反铁磁长程有序。对于具有类似结构的MgV_2O_5，我们在中子散射实验中观察到了一个似乎是自旋间隙的能隙。 MgV_2O_5也可以是自旋梯材料。准一维锯齿链材料LiV_2O_5在极低温度下既不表现出反铁磁长程有序，也不表现出自旋间隙。我们还成功地生长了这种物质的单晶。 CsV_2O_5是一种基于二聚体的材料，其基态是自旋单线态。此外，还新合成了各种低维钒氧化物，其物理性质目前正在研究中。此外，在VO_2这种表现出金属-绝缘体转变（Peierls转变）的众所周知的物质中，当三价阳离子被取代时，会出现一种具有新结构的绝缘体相，称为M_2相，但在该相中，在300K左右，它结果表明 的相变是自旋-佩尔斯转变。在高温超导研究方面，我们与核磁共振组联合研究验证了214种化合物的赝自旋能隙行为。在化合物214中没有清楚地观察到赝自旋能隙行为的原因是由于金属离子取代导致的随机性。

项目成果

Masahiko Isobe: "Magnetic Susceptibility of Quasi-One-Dimensional Compound NaV_2O_5-Possible Spin-Peierls Compound with T_<sp>=34K." J.Phys.Soc.Japan. 65. 1178-1181 (1996)

Masahiko Isobe：“T_<sp>=34K 的准一维化合物 NaV_2O_5-可能的自旋 Peierls 化合物的磁化率。”

Masashi Takigawa: "Anomalous Magnetic Properties of Metallic V203 under Pressure." Phys.Rev.Lett.76. 283-286 (1996)

Masashi Takikawa：“金属 V203 在压力下的异常磁性。”

Masayuki Itoh: "^<63>Cu Nuclear Relaxation in the Spin-Peierls Compound CuGeO_3." Phys.Rev.B54. R9631-9634 (1996)

Masayuki Itoh：“^<63>自旋-佩尔斯化合物 CuGeO_3 中的 Cu 核弛豫。”

Atsushi Goto: "Carrier Concentration Dependence of the Spin Pseudo-Gap Behaviors in YBa_2Cu_3O_y." J.Phys.Soc.Japan. 65. 3043-3048 (1996)

Atsushi Goto：“YBa_2Cu_3O_y 中自旋伪能隙行为的载流子浓度依赖性。”

Hideo Iwase: "Observation of Spin Gap in CaV_2O_5 by NMR." J.Phys.Soc.Japan. 65. 2397-2400 (1996)

Hideo Iwase：“通过 NMR 观察 CaV_2O_5 中的自旋间隙。”