固体化学による機能性酸化物新材料の創製と構造物性評価

使用固态化学创建新型功能氧化物材料并评估结构性能

基本信息

批准号：
18350097
负责人：
島川祐一
金额：
$ 8.76万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

ペロブスカイト構造のAサイトにおいてBiとCuが秩序構造をとる新しいダブルペロブスカイト構造酸化物BiCu_3Mn_4O_<12>の合成に高圧法を用いることで成功した。この物質はAサイトのCuとBサイトのMnが反強磁性的にカップルしたフェリ磁性体であり、比較的弱い磁場下で大きな磁気抵抗も示す。電子状態計算から、フェルミ面上の伝導に関与する電子はアップスピンのバンドのみであるハーフメタルであることが明らかになった。フェリ磁性転移温度以下の広い温度範囲で見られる比較的低磁場での磁気抵抗は多結晶試料で見られる、粒子間やドメイン間でのスピン偏極トンネリングやスピン依存散乱に基づくものである。強磁性と誘電特性を併せ持つ新しいマルチフェロイック材料、Bi_2NiMnO_6ダブルペロブスカイト、の合成に高圧法と薄膜法により成功した。この物質では構造歪みによる強誘電性とBサイトにあるNi^<2+>とMn^<4+>の秩序配列による強磁性が発現する。非平衡な秩序構造を高圧法とエピタキシャル薄膜法を用いることで実現できたことは非常に重要である。また、SrTiO_3にArビームを照射すると局所的な還元領域が生じ、青色のカソードルミネッセンス、フォトルミネッセンスが起こることを見い出していたが、この発光現象ではTr-3d軌道の電子が重要な役割を果たしていることを陽イオンを置換した試料の発光現象から確認した。さらに、この局所還元領域の僅かな構造変化を放射光X線回折により深さ方向の分布を含めて解析し、再表面での構造歪みが約0.7%であることを明らかにした。

采用高压法成功合成了一种新型双钙钛矿结构氧化物BiCu_3Mn_4O_<12>，其中Bi和Cu在钙钛矿结构的A位形成有序结构。该材料是A位的Cu和B位的Mn反铁磁耦合的亚铁磁材料，并且在相对弱的磁场中也表现出大的磁阻。电子态计算表明，费米面上参与传导的电子是半金属，只有上自旋能带。在低于亚铁磁转变温度的较宽温度范围内观察到的相对低场磁阻是基于在多晶样品中观察到的晶粒和磁域之间的自旋极化隧道效应和自旋相关散射。我们利用高压和薄膜方法成功合成了一种新型多铁材料Bi_2NiMnO_6双钙钛矿，它具有铁磁和介电性能。该材料由于结构畸变而表现出铁电性，并且由于B位中的Ni^2+和Mn^<4+>的有序排列而表现出铁磁性。非常重要的是，我们能够使用高压技术和外延薄膜技术创建非平衡有序结构。他们还发现，当SrTiO_3受到Ar束照射时，会产生局域还原区，从而引起蓝色阴极发光和光致发光，而Tr-3d轨道中的电子在这种发光现象中发挥了重要作用，这一点得到了证实。阳离子被取代的样品的发光现象。此外，通过同步辐射X射线衍射分析了该局部缩小区域的轻微结构变化，包括深度方向的分布，结果表明，表面重修处的结构变形约为0.7%。