高スピン熱伝導材料の創製とその機構解明

高自旋导热材料的制备及其机理的阐明

• 批准号: 21K03458
• 负责人: 川股 隆行
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Denki University (2022)Tohoku University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03458/
• 关键词: スピンによる熱伝導; 熱伝導; 2次元スピン系

長年の低次元量子スピン系物質における熱伝導の研究によって、局在電子スピンが大きな熱を運ぶことがわかってきた。その“スピンが熱を運ぶ現象”を利用した新しい絶縁性高熱伝導材料の開発が期待されている。そのため、（目的Ⅰ）高スピン熱伝導を有する物質を創製すること、そして、（目的Ⅱ）高スピン熱伝導の機構「JSとスピン熱伝導の大きさの関係」を解明することを本研究の目的とした。（目的Ⅰ）La2CuO4を高品質化することによって、過去に報告されているスピン熱伝導を向上させることを目的とした。高純度原料を用いることにより、高品質なLa2CuO4単結晶を育成することに成功した。得られた単結晶試料に対して、様々な条件で還元アニールを施したが、スピン熱伝導の大きさは過去の報告と同程度であった。このことから、La2CuO4における室温付近のスピン熱伝導の値は、不純物散乱ではなく、マグノン－フォノン散乱が支配的である可能性が高いことがわかった。また、室温よりも低温領域においては、スピン熱伝導の値が増加する可能性があることもわかった。（目的Ⅱ）「JSとスピン熱伝導の大きさの関係」の解明のため、同じ結晶構造を持つLaSrMnO4、La2CoO4に注目し、単結晶の育成を行い熱伝導を測定した。今までの実験結果より、LaSrMnO4とLa2CoO4において、スピン熱伝導の寄与が低温で存在する可能性があることがわかっていた。それを確かめるため、大型の単結晶を育成して、熱伝導率の異方性を調べた。その結果、LaSrMnO4とLa2CoO4ともに、低温で熱伝導に大きな異方性があることがわかった。この異方性の原因は、LaSrMnO4とLa2CoO4が低温でスピン熱伝導の寄与を持つためだと結論することができた。

Elder の low dimensional quantum ス ピ ン system material に お け る hot 伝 guide の research に よ っ て, bureau in the electronic ス ピ ン が big き な hot を luck ぶ こ と が わ か っ て き た. そ の "ス ピ ン が を luck ぶ phenomenon" を using し た new し い never try sexual heat 伝 guide material の open 発 が expect さ れ て い る. そ の た め, Ⅰ (purpose) high ス ピ ン thermal 伝 guide を す る material を created す る こ と, そ し て, Ⅱ (purpose) high ス ピ ン hot 伝 guide の institutions "JS と ス ピ ン large heat 伝 guide の き さ の masato lines" を interpret す る こ と を の purpose this study と し た. Ⅰ (purpose) La2CuO4 を high-quality す る こ と に よ っ て, past に report さ れ て い る ス ピ ン hot 伝 guide を upward さ せ る こ と を purpose と し た. High purity materials を with い る こ と に よ り, high-quality な La2CuO4 単 crystallization を bred す る こ と に successful し た. Have ら れ た 単 crystal sample に し seaborne て, others 々 で な conditions also yuan ア ニ ー ル を shi し た が, ス ピ ン large heat 伝 guide の き さ は past と の report with the degree of で あ っ た. こ の こ と か ら, La2CuO4 に お け る at room temperature to pay nearly の ス ピ ン hot 伝 guide の numerical は, impurity content scattered で は な く, マ グ ノ ン - フ ォ ノ ン scattered が で dominated あ likely が る い こ と が わ か っ た. ま た, room temperature よ り も low temperature field に お い て は, ス ピ ン hot 伝 guide の numerical が raised plus す る possibility が あ る こ と も わ か っ た. Ⅱ (purpose) "JS と ス ピ ン large heat 伝 guide の き さ の masato lines" の interpret の た め, with じ crystallization structure を つ LaSrMnO4, La2CoO4 に attention し, 単 crystallization の bred line を い hot 伝 guide を determination し た. This ま で の be 験 results よ り, LaSrMnO4 と La2CoO4 に お い て, ス ピ ン hot 伝 guide の send が exist low temperature で す る possibility が あ る こ と が わ か っ て い た. Youdaoplaceholder0 confirm めるため, large-scale <s:1> 単 crystals を to cultivate <s:1> て, thermal 伝 conductivity <s:1> anisotropy を modulation べた. そ の results, LaSrMnO4 と La2CoO4 と も に, low temperature heat で 伝 guide に big き な square difference が あ る こ と が わ か っ た. こ の different sexual の reason は, LaSrMnO4 と La2CoO4 が cryogenic で ス ピ ン hot 伝 guide の send with を hold つ た め だ と conclusion す る こ と が で き た.

项目成果

Carrier-Doping Effect on the Antiferromagnetic Correlation in the Undoped (Ce-Free) Superconductor T'-La1.8Eu0.2CuO4 Studied by mSR

mSR 研究载流子掺杂对未掺杂（无 Ce）超导体 T-La1.8Eu0.2CuO4 反铁磁相关性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Kawamata;T. Sunohara;K. Shiosaka;R. Nagaoka;T. Adachi;M. Kato;I. Watanabe;A. Koda;J. Nakamura;S. Nishimura;Y. Koike
• 通讯作者: Y. Koike

New Lithium and Ethylenediamine Co-Intercalated Superconductors Lix(C2H8N2)yMoTe2

新型锂和乙二胺共插层超导体 Lix(C2H8N2)yMoTe2

• DOI: 10.7566/jpsj.90.044707
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: M. Ono;T. Noji;K. Sato;T. Kawamata;M. Kato
• 通讯作者: M. Kato

Effect of the fluorine substitution for oxygen in the heavily Pb-doped Bi-2212 phase of (Bi, Pb)2(Sr, Ba)2CaCu2O8

(Bi, Pb)2(Sr, Ba)2CaCu2O8 重掺杂 Bi-2212 相中氟取代氧的影响

• DOI: 10.1088/1742-6596/1975/1/012007
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: R. Ito;T. Kawamata;T. Noji;M. Kato
• 通讯作者: M. Kato

二次元反強磁性スピン正方格子系(La，Sr)2MO4 (M = Mn，Fe)におけるスピン熱伝導

二维反铁磁自旋方晶格系统 (La, Sr)2MO4 (M = Mn, Fe) 中的自旋热传导

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Igarashi;T. Kawamata;R. Nagaoka;M. Kato;田村昂磨，Lee Yongsun，長谷川佳紀，深澤英人，大濱哲夫，小堀洋，足立匡，川股隆行，春原稔樹，塩坂浩太，長岡凌生，小池洋二;石川千歳，寺門信明，川股隆行，成瀬晃樹，高橋儀宏，藤原巧;五十嵐勇樹，川股隆行，塩坂浩太，長岡凌生，加藤雅恒，山下太郎
• 通讯作者: 五十嵐勇樹，川股隆行，塩坂浩太，長岡凌生，加藤雅恒，山下太郎

二次元正方格子系La2CoO4の単結晶育成とスピン熱伝導

二维方晶系La2CoO4的单晶生长和自旋热传导

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Igarashi;T. Kawamata;R. Nagaoka;M. Kato;田村昂磨，Lee Yongsun，長谷川佳紀，深澤英人，大濱哲夫，小堀洋，足立匡，川股隆行，春原稔樹，塩坂浩太，長岡凌生，小池洋二;石川千歳，寺門信明，川股隆行，成瀬晃樹，高橋儀宏，藤原巧;五十嵐勇樹，川股隆行，塩坂浩太，長岡凌生，加藤雅恒，山下太郎;伊藤史弥，川股隆行，加藤雅恒，山下太郎;五十嵐勇樹，川股隆行，長岡凌生，野地尚，加藤雅恒;長岡凌生，五十嵐勇樹，川股隆行，野地尚，加藤雅恒
• 通讯作者: 長岡凌生，五十嵐勇樹，川股隆行，野地尚，加藤雅恒