Synthesis of kagome magnets and exploration of emergent topological phenomena towards functionality

Kagome 磁体的合成以及对功能性拓扑现象的探索

• 批准号: 22KF0206
• 负责人: 中村 裕之
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0206/
• 关键词: カゴメ格子; 金属磁性体; ScFe6Ge4

2次元カゴメ格子や3次元パイロクロア格子は代表的な幾何学的フラストレート格子であり，それらを磁性副格子として内包する金属磁性体ではトポロジーに起因する様々な異常現象が期待される.本研究では鉄やコバルト，マンガン等のカゴメ格子やパイロクロア格子を内包する金属磁性体を研究対象として取り上げ，その単結晶を育成し，それを用いて磁気特性，磁気伝導特性，バンド分散測定，スピン組織直接観測等を行い，さらに第一原理計算等を行い，トポロジーに起因する異常現象を発掘することを目的とする．今年度は特に二重カゴメ格子を内包する金属磁性体ScFe6Ge4で成果があった．ScFe6Ge4はLiFe6Ge4型の結晶構造をとり，そのFe副格子は，最近注目を集めているトポロジカル磁性体Fe3Sn2のFeサイトと結晶学的に等価である．先行研究では，ScFe6Ge4はキュリー温度491 Kの強磁性体であると報告されていたが，純良な試料を合成し磁性を測定したところ，実際には650 K付近に磁気転移点をもつ反強磁性体であることが判明した．また，転移点直下では逐次相転移の兆候が観測され，磁気状態が単純ではないことを示唆している．今後，単結晶育成法の開発に成功し，単結晶を用いた詳細な研究が進めば，この分野の発展に大きく貢献すると期待される．

2D kagome晶格和3D Pyrochroic晶格是代表性的几何挫败感，并且在金属磁体中，由于拓扑而引起的各种异常现象将在包含这些磁性弹药的金属磁体中。 In this study, the aim is to study metallic magnetic bodies containing the Kagome lattices, such as iron, cobalt, manganese, and pyrochroic lattices, and grow single crystals, and use these to perform magnetic properties, magnetic conductivity characteristics, band dispersion measurements, spin structure directly, and perform first-principles calculations to excavate abnormal phenomena caused by topology.今年，我们在包含双kagome晶格的金属磁性材料SCFE6GE4中特别成功。 SCFE6GE4具有LIFE6GE4型晶体结构，其Fe Sublattice在晶体学上等同于拓扑磁性FE3SN2的Fe位点，该位置最近引起了人们的注意。先前的研究报告说，SCFE6GE4是一种质cure温度为491 K的铁磁材料，但是当合成纯好样品并测量磁性时，发现它实际上是一种抗铁磁材料，具有磁性过渡点，在650 K.此外，均在650 K.附近的状态迹象迹象上，均在下面的磁力下均在下面的磁场上，提出了无点迹象。预计，如果我们将来成功开发了一种单晶生长方法，并且使用单晶的进一步详细研究将对该领域的发展产生重大贡献。

项目成果

A new double-layered kagome antiferromagnet ScFe6Ge4

• DOI: 10.1016/j.ssc.2024.115513
• 发表时间: 2023-12
• 期刊: Solid State Communications
• 影响因子: 2.1
• 作者: M. A. Kassem;T. Shiotani;H. Ohta;Y. Tabata;T. Waki;H. Nakamura