特異な磁気的挙動を示す新規六方晶ペロブスカイトの探索と物性解明

寻找具有独特磁性行为的新型六方钙钛矿并阐明其物理性质

基本信息

批准号：
16750043
负责人：
土井貴弘
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

项目摘要

六方晶ペロブスカイト関連化合物を新規合成し、その構造・磁気的性質を明らかにした。(1)六方晶Ba_6Ln_2Fe_4O_<15>におけるクラスター磁性酸素欠損型ペロブスカイト派生酸化物Ba_6Ln_2Fe_4O_<15>の構造、磁性の研究を行った。この化合物が、通常のFe^<3+>イオンとしての挙動から大きくかけ離れた磁性を示し、それが結晶構造に由来する四量体Fe_4O_<15>を単位としたクラスター磁性であることを発見した。また、このクラスターが低温で反強磁性的に秩序化することやその磁気構造の決定、さらに、わずか2Tの磁場によってスピン再配列現象を起こす等の異常な磁気的挙動を見いだし、その原因を明らかにすることに成功した。(2)ダブルペロブスカイトCa_2LnRuO_6の合成と磁気的性質ペロブスカイト型酸化物Ca_2LnRuO_6の合成に成功し、LnO_6八面体とRuO_6八面体が交互に頂点共有した3次元ネットワーク構造を形成することを示した。導入したLnによっては部分的にCaサイトを置換し、その占有率がLnサイズに依存することが明らかになった。この置換の効果により、低温における反強磁性挙動が大きく変化することを見いだした。(3)ランタノイドイオンが三角格子状に配列した化合物の磁性六方晶ペロブスカイトBa_3LnM_2O_9における、ランタノイドの示す複雑な磁気的挙動のさらなる理解のため、類似の三角格子をもつ化合物の研究を行った。その結果、三角格子において顕著に現れる磁気的なフラストレーションによる異常な磁気的挙動を、新たにBa-Ln-O系、Na-Ln-O系において見いだすことに成功した。

我们合成了一种新的六方钙钛矿相关化合物，并阐明了其结构和磁性能。 (1)六方晶系Ba_6Ln_2Fe_4O_<15>中的团簇磁性我们研究了缺氧钙钛矿衍生氧化物Ba_6Ln_2Fe_4O_<15>的结构和磁性。人们发现，该化合物表现出与正常Fe^3+离子的行为有很大不同的磁性，并且它是基于源自其晶体结构的四聚体Fe_4O_<15>单元的簇磁性。此外，我们发现该团簇在低温下变得反铁磁有序，确定了其磁结构，并发现了仅2T磁场引起的自旋重排现象等异常磁行为，并成功地阐明了其原因。 (2)双钙钛矿Ca_2LnRuO_6的合成及磁性能我们成功合成了钙钛矿型氧化物Ca_2LnRuO_6，并表明其形成LnO_6八面体和RuO_6八面体交替共享顶点的三维网络结构。结果表明，引入的Ln部分取代了Ca位点，并且占据率取决于Ln的大小。我们发现这种替代效应显着改变了低温下的反铁磁行为。 (3)磁性六方钙钛矿Ba_3LnM_2O_9，一种稀土离子排列成三角形晶格的化合物为了进一步了解稀土元素复杂的磁性行为，我们研究了具有类似三角形晶格的化合物。结果，我们成功地新发现了 Ba-Ln-O 和 Na-Ln-O 系统中由于三角晶格中突出出现的磁挫败而产生的反常磁行为。