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High-pressure synthesis of novel transition-metal oxides and exploring their functional properties

新型过渡金属氧化物的高压合成及其功能特性探索

基本信息

批准号：
20H00397
负责人：
島川祐一
金额：
$ 28.62万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00397/
关键词：
固体化学遷移金属酸化物機能性材料高圧合成

项目摘要

本研究では、主として高圧法を中心とした特異な合成手法を発展させ、準安定・非平衡な領域にまで合成範囲を広げることで新たな機能特性を有する新物質の合成を目指してきた。また、量子ビーム大型施設を使った実験による精密な結晶構造解析により、構造変化と物性の相関を解明し、構造物性相関に基づく新物質開発指針を確立することも研究の目的としてきた。これまでに高圧法で合成したAサイト秩序型ペロブスカイト構造酸化物NdCu3Fe4O12での巨大な圧力熱量効果、およびBiCu3Cr4O12でのマルチ熱量効果（圧力熱量効果と磁気熱量効果）を発見してきた。この両者における大きな熱量効果の発現は、電荷‐スピン‐格子が強く相関した物質系において起こる1次の電荷転移が誘発する磁気エントロピー変化に起因するものであると考えている。特に磁性イオンの磁気モーメントの温度変化をみると、通常の磁気相互作用に基づく2次の相転移とは大きく異なる特異な1次転移を示していることが明らかとなった。これは、本質的には高い磁気転移温度を内在しているにも関わらず、電荷転移により磁気転移が抑制されており、結果的に電荷転移によって磁気転移が誘起されることを示している。このような電荷転移により誘発される磁気転移はこれまでには観測されていな特異なものである。熱量効果を示す新材料の設計にあたり、この新たなメカニズムはその設計指針ともなるものであり、高効率な熱制御を通して環境・エネルギー問題の解決にも資する重要な成果である。高圧合成法を用いた新物質開発ではペロブスカイト構造のAサイトが磁性イオンを含む材料系に注目した合成と物性評価研究を行ってきたが、CaCO3Ti4O12では直交する3つのスピン副格子からなる複雑で特異な磁気構造を明らかにした。

In this study, the synthesis of novel substances with novel functional properties was studied by means of the central and specific synthesis methods in the quasi-stable and unbalanced fields. The purpose of this research is to establish the principles for the development of new materials based on the correlation between structural and physical properties. The high pressure method is used to synthesize the high-temperature structure of the acid compound NdCu3Fe4O12, and the high pressure heat effect of BiCu3Cr4O12 is realized. The discovery of this large thermal effect is due to the changes in magnetic energy technology induced by this first charge shift in a material system where the charge-sensor-lattice is strongly correlated. The temperature variation of the magnetic field in the magnetic field is different from that in the magnetic field in general, and the phase shift in the magnetic field in the magnetic field in general is different from that in the magnetic field in general. This is the essence of high magnetic shift temperature, charge shift, magnetic shift inhibition, resulting charge shift, magnetic shift induction. The charge shift is induced by magnetic field shift, and the charge shift is induced by magnetic field shift. The heat effect shows that the design of new materials is an important achievement in the design of new materials with high efficiency, heat control and communication, and in the solution of environmental problems. High pressure synthesis method is used to develop new materials, such as CaCO3Ti4O12, CaCO3

项目成果

期刊论文数量（59）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

電荷移動酸化物における巨大圧力熱量効果

电荷转移氧化物中的巨大压力-热量效应

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
小杉佳久;後藤真人;藤田麻哉;齊藤高志;神山崇;菅大介;島川祐一
通讯作者：
島川祐一

サイト間電荷移動転移に伴う巨大エントロピー変化

与位点间电荷转移跃迁相关的巨大熵变

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
小杉佳久;後藤真人;藤田麻哉;齊藤高志;神山崇;菅大介;島川祐一
通讯作者：
島川祐一

High-Pressure Synthesized Perovskite CdMnO<sub>3</sub> with C-Type Antiferromagnetic Spin Configuration

具有 C 型反铁磁自旋结构的高压合成钙钛矿 CdMnO<sub>3</sub>

DOI：
10.1021/acs.inorgchem.2c03497
发表时间：
2022
期刊：
Inorganic Chemistry
影响因子：
4.6
作者：
Xu Yuanhui;Tan Zhenhong;Chen Wei-Tin;Chang Chung-Kai;Chuang Yu-Chun;Goto Masato;Shimakawa Yuichi
通讯作者：
Shimakawa Yuichi

Large barocaloric effects in charge transfer oxides containing unusual high valence Fe ions

含有异常高价铁离子的电荷转移氧化物中的大压热效应