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，我们对量子自旋材料进行了研究，重点是钒氧化物，并研究了其物理特性。具体来说，发现了一种新的自旋佩吉尔的NAV_2O_5，并且在生长单晶方面也成功。此外，对于无限期的化合物Na_xv_2O_5，我们发现自旋 - 同伴转变由于不确定的特异性而迅速抑制，因此不会出现防抗铁磁长期的长距离，即电导率会增加，并且温度变化具有一维变量范围，希望有可变范围。对于上一年发现的基于自旋的材料CAV_2O_5，Ti被试图替代，并验证了，与基于自旋的铜氧化物不同，抗铁磁长剂量没有出现。对于具有相似结构的MGV_2O_5，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也可以作为旋转液体材料。伪一维的曲折链材料LIV_2O_5不会表现出抗铁磁长期顺序或旋转间隙，直到温度极高。该材料也成功地生长了单晶。 CSV_2O_5是一种二聚体材料，其基态是旋转单线状态。此外，已新合成各种低维钒氧化物，其物理特性正在研究中。此外，在VO_2中，一种著名的材料，表现出金属 - 绝缘体过渡（Peier的过渡），当更换三价阳离子时，出现了一个称为M_2相的新结构的绝缘体阶段，并且在300K左右的该阶段中的相变是一个自旋Peier的过渡。在高温超导体研究中，与核磁共振组合作，我们验证了214种化合物中的伪旋转间隙行为。在214种化合物中未明确观察到伪自旋差距行为的原因是由于金属离子取代引起的。

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。”

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。”

Masahiko Isobe: "Magnetic Susceptibilities of AV_2O_5(A=Li and Cs)with Square Pyramidal V(IV)O_5." J.Phys.Soc.Japan. 65. 3142-3145 (1996)

Masahiko Isobe：“AV_2O_5（A=Li 和 Cs）与方形金字塔 V(IV)O_5 的磁化率。”