カチオン秩序配列新規遷移金属酸化物の低温合成と構造物性評価

新型阳离子有序排列过渡金属氧化物的低温合成及结构性能评价

• 批准号: 17F17039
• 负责人: 島川 祐一
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17039/
• 关键词: 遷移金属酸化物; 高圧合成; 磁気構造; 秩序配列; 構造物性

Aサイトに磁性Feイオン、Bサイトに非磁性Tiイオンを含んだ新規四重ペロブスカイト構造酸化物CaFe3Ti4O12を高圧法を用いて合成することに成功し、この物質が磁場下で興味深い磁気転移を示すことを見出した。この物質では、AサイトにあるFe2+スピン間での磁気相互作用の競合によりフラストレーションが生じ、その大きなモーメントにも関わらず、転移温度が非常に低い反強磁性が現れる。さらに、磁場中ではこのAサイトスピンが強磁性的な配列へと変化するという興味深い現象が見出された。The material CaFe3Ti4O12 with unusual square-planar Fe2+ centers at the A sites was successfully synthesized using high-temperature high-pressure techniques, and the magnetic properties were characterized for the first time. Collection of neutron powder diffraction data under high magnetic fields at Rutherford Appleton Laboratory, UK, allowed the observation of non-trivial magnetic ordering for CaFe3Ti4O12. These data along with additional magnetic-property characterization techniques such as heat capacity and Mossbauer spectroscopy were combined to reveal unprecedented insights into the unusual properties of these A'A3B4O12 materials.

我们利用高压方法成功合成了一种新型四重钙钛矿结构氧化物CaFe3Ti4O12，该氧化物在A位含有磁性Fe离子，在B位含有非磁性Ti离子，并发现该材料在磁场下表现出有趣的磁转变我发现了。在这种材料中，由于 A 位点处的 Fe2+ 自旋之间的竞争性磁相互作用而发生挫败，尽管其力矩很大，但反铁磁性表现出非常低的转变温度。此外，还发现了一个有趣的现象，即在磁场中 A 位自旋转变为铁磁排列。利用高温高压技术成功合成了A位具有异常方形平面Fe2+中心的材料CaFe3Ti4O12，并首次在卢瑟福阿普尔顿实验室收集了高磁场下的中子粉末衍射数据。英国实验室允许观察 CaFe3Ti4O12 的非平凡磁排序这些数据以及其他磁特性表征技术，例如热容量和热容量。穆斯堡尔光谱相结合，揭示了对这些 A'A3B4O12 材料不寻常特性的前所未有的见解。

项目成果

University of Edinburgh/ISIS Neutron Facility(英国)

爱丁堡大学/ISIS 中子设施（英国）

Magnetic order of A'-site iron spins in CaFe3Ti4O12 and field-induced switching

CaFe3Ti4O12 中 A 位铁自旋的磁序和场诱导开关

• 发表时间: 2019
• 作者: Midori Amano Patino;Fabio Denis Romero;Masato Goto;Takashi Saito;Yuichi Shimakawa
• 通讯作者: Yuichi Shimakawa

Structural and Magnetic Properties of Quadruple Perovskites Containing A-site Iron

含A位铁的四重钙钛矿的结构和磁性

• 发表时间: 2017
• 作者: M. Amano

Shimakawa group, ICR, Kyoto Univ

岛川组、ICR、京都大学

Field-Induced Magnetic Order Switching of A'-site Iron Spins in CaFe3Ti4O12

CaFe3Ti4O12 中 A 位铁自旋的场致磁序转换

• 发表时间: 2018
• 作者: M. Amano Patino; F. Denis Romero; M. Goto; T. Saito;Y. Shimakawa
• 通讯作者: Y. Shimakawa