Investigation of metal-insulator transition and negative thermal expansion in layers ruthenates.

层状钌酸盐中金属-绝缘体转变和负热膨胀的研究。

• 批准号: 19F19057
• 负责人: 東 正樹
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-10-11 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19057/
• 关键词: 負熱膨張; 材料組織効果; 軌道秩序; 金属絶縁体転移; 精密構造解析

負熱膨張材料は、光通信や半導体製造装置などの構造材で、精密な位置決めをさまたげる熱膨張を補償（キャンセル）できる。還元処理した層状ルテニウム酸化物 Ca2RuO4の焼結体は大きな負熱膨張を示すが、そのメカニズムはこれまで不明であった。そこで本研究ではCa2RuO4 の結晶構造変化を、電子線回折や放射光X線解析、第一原理計算などの方法で調べた。詳細な解析の結果、低温では、4価のルテニウムが持つd電子が、横方向に張り出したdxy電子軌道を優先的に占有するために、ルテニウムを囲む酸素8面体が縦に収縮しており、さらにそれらが互いに傾斜して、縦方向（c軸方向）の収縮と横方向（b軸方向）の伸張が生じていることがわかった。昇温すると、この結晶構造の歪みが徐々に解消するため、c軸方向に伸長し、b軸方向に収縮する異方的な熱膨張が起こる。材料組織を形成する針状の結晶粒は、長手方向がb軸に対応しているため、昇温に伴って太鼓型に変形し、それによって結晶粒間の空隙が減少するために、全体として体積が大きく収縮することが明らかになった。また、合成直後の材料は格子間位置に過剰な酸素を取り込んでおり、これが低温での選択的な電子軌道の占有と酸素8面体の傾斜を阻害していることも明らかになった。これは、この過剰な酸素を還元処理で取り除いてはじめて負熱膨張が生じるということであり、還元処理が負熱膨張に果たす役割を確かめることができた。この成果はChemistry of Materials誌に掲載され、Supplementary Coverを飾った。

The expansion material, the optical communication system and the precision equipment are used to build the material and the precision position. The structure of the acid compound Ca2RuO4 in the shape of the body is not clear. It shows that the acid product is not clear. In this study, the results of Ca2RuO4 analysis, X-ray analysis and first-principle calculation were used to analyze the X-ray emission of power lines. The results of the analysis, low temperature temperature, low temperature, low temperature, temperature, Direction (c "direction) horizontal direction (b" direction) stretch out to make sure that you don't know where to go. The temperature and the temperature change the temperature, the temperature and the temperature. The structure of the material forms a thin grain, a long hand, a drum, an air gap between the grains, and a large temperature gap between the grains. The position in the cell of the synthesized and synthesized materials is very high. The electrodes selected in the cryogenic temperature system are sensitive to the octahedron octahedron of acid. This is the only way to make sure that the fruit is cut to make sure that it is necessary to make sure that it is not necessary to make sure that it is not necessary to make sure that it is necessary to make sure that it is not necessary. The results are Chemistry of Materials, Supplementary Cover, and so on.

项目成果

Technical University of Darmstadt(ドイツ)

达姆施塔特工业大学（德国）

Beihang University(中国)

北京航空航天大学（中国）

Polarization- and Strain-Mediated Control of Negative Thermal Expansion and Ferroelasticity in BiInO3-BiZn1/2Ti1/2O3

BiInO3-BiZn1/2Ti1/2O3 中负热膨胀和铁弹性的极化和应变介导控制

• DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c04049
• 发表时间: 2021
• 期刊: Chemistry of Materials
• 影响因子: 8.6
• 作者: Nishikubo Takumi;Ogata Takahiro;Venkataraman Lalitha Kodumudi;Isaia Daniel;Pan Zhao;Sakai Yuki;Hu Lei;Kawaguchi Shogo;Machida Akihiko;Watanuki Tetsu;Yu Hongwu;Okimoto Yoichi;Koshihara Shin-ya;Mori Shigeo;Rudel Jorgen;Azuma Masaki
• 通讯作者: Azuma Masaki

Origin and Absence of Giant Negative Thermal Expansion in Ca2RuO4

Ca2RuO4 中巨大负热膨胀的起源和不存在

• 发表时间: 2021
• 作者: Lei Hu;Koshi Takenaka;Masaki Azuma
• 通讯作者: Masaki Azuma