ペロフスカイト型マンガン酸化物におけるAサイトランダムネスと構造及び物性の関係

钙钛矿型锰氧化物A位随机性与结构和物理性能的关系

• 批准号: 04F04681
• 负责人: 上田 寛
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04681/
• 关键词: ペロフスカイトマンガン酸化物; バナジウム酸化物; 結晶構造; 磁性; 遷移金属酸化物; ペロフスカイトMn酸化物; Aサイトランダムネス; 巨大磁気抵抗効果; 電荷軌道整列; 金属絶縁体転移

ペロフスカイト型マンガン酸化物では、電荷軌道整列や巨大磁気抵抗効果などの顕著な性質とAサイトに2価と3価のイオンが混在する局所的な電荷・構造の乱れとの関係が問題となっている。そこで、当初、色々なAサイトランダムネスを持つ試料の湿式低温合成に挑んだが、純粋な試料を得るごとが困難であった。そこで、従来の乾式による合成を行い、その構造および電磁気物性の評価を行った。Aサイトが秩序化している状態では電荷軌道整列状態が安定で、そこで、少しの乱れを導入することにより、室温での巨大磁気抵抗を実現させることに成功した。一方、新規バナジウム酸化物の開発研究を行い、V_3O_7の単結晶育成に成功し、その磁気異方性を明らかにした。結果、この物質は強磁性相互作用を主にした反強磁性体であり、低磁場で容易にスピンフロップを示すことを明らかにした。また、その結晶構造から磁気相互作用を類推し、スピン構造を提唱した。また、合成が困難で構造および物性が未知であったV_4O_9についてV_2O_5のSによる還元を利用した低温合成に成功し、粉末X線回折および電子顕微鏡観察を基に、その大まかな構造の決定に成功した。その構造は、V_2O_5から酸素を取り除きその空格子点を秩序配列したブロック構造を持ち、従来考えられていたシア構造ではないことを明らかにした。伝導性からはこの物質が絶縁体で、磁気的には、バナジウム酸化物には珍しいスピンギャップ系であることを見出した。構造との関係から、それがV^<4+>-V^<4+>ダイマーに起因することを提唱した。これらの成果は、現在、論文を準備中である。

在钙钛矿型锰氧化物中，电荷轨道排列和巨磁阻效应等显着特性与A位点的二价和三价离子混合引起的局部电荷/结构无序之间的关系是一个问题。因此，我们最初尝试湿法低温合成具有各种A位随机性的样品，但很难获得纯样品。因此，我们进行了常规干法合成并评估了其结构和电磁性能。当A位点有序时，电荷轨道排列是稳定的，并且通过引入少量的无序性，他们成功地实现了室温下的巨磁阻。另一方面，我们进行了新型钒氧化物的开发研究，成功生长出V_3O_7单晶，并阐明了其磁各向异性。结果表明，该材料是一种主要具有铁磁相互作用的反铁磁材料，在低磁场下容易表现出自旋翻转。他还从晶体结构推断出磁相互作用，并提出了自旋结构。此外，我们利用S还原V_2O_5，成功低温合成了合成困难、结构和物性未知的V_4O_9，并通过粉末X射线衍射和电子分析成功确定了其粗略结构。显微镜做到了。结果表明，该结构具有V_2O_5脱氧且空位有序排列的嵌段结构，而不是之前认为的剪切结构。他们发现这种材料在电导率方面是绝缘体，并且在磁性上是自旋间隙系统，这对于氧化钒来说是不寻常的。从与结构的关系，我们推测这是由V^<4+>-V^<4+>二聚体引起的。目前正在编写关于这些结果的论文。