オキソメタレートからなる新規多元系酸化物の合成と特性評価

由金属氧酸盐组成的新型多组分氧化物的合成和表征

• 批准号: 14655234
• 负责人: 山根 久典
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655234/
• 关键词: 酸化物; オキソメタレート; 固相反応合成; 結晶構造解析; 粉末X線回折; 電子密度解析; 帯磁率; 分子軌道; 結晶構造; 化学結

本研究では、,従来のイオン結晶的な金属酸化物の概念とは異なる視点に立ち、共有結合主体のオキソメタレート基よりなる多元系金属酸化物を合成し、それらの結晶構造を解析するとともに、電気的・磁気的特性を明らかにすることを目的とする。本年度は、昨年度合成することに成功したNaBa_2Ni_3O_6の単一相多結晶体試料と本年度新たに合成に成功したNaBa_2Cu_3O_6の単一多結晶体について、電気的磁気的性質を調べるとともに、粉末X線回折パターンのリートベルト解析により得られた結晶構造因子をもとに、マキシマムエントロピー法を用いた電子密度解析を試みた。また、リートベルト解析で精密化された格子定数と原子座標を用いて、分子軌道法による電子状態計算を行った。NaBa_2Ni_3O_6の精密化された斜方晶系の格子定数値は、a=8.2971(7)、b=11.2338(4)、c=14.3855(13)Å(空間群Fmmm)となった。抵抗率は、室温では10^6Ωm以上で、温度の上昇とともに減少し、773Kでは、23Ωmになった。電気抵抗率の温度依存性のアレニウスプロットより算出された活性化エネルギーは0.22eVであった。ゼーベック係数は、室温付近では負の値(-56μV/K,333K)を示し、温度の増加とともに一様に増加して、500K付近を境にして正に変化し、773Kでは+64μV/Kとなった。SQUID測定の結果、5-300Kで常磁性体であることが示された。Ni原子1個当たりのボーア磁子の有効数を求めたところP_<eff>=1.25となった。NaBa_2Cu_3O_6の精密化された斜方晶系の格子定数値は、a=8.3837(18)、b=11.4348(25)、c=14.4630(30)Å(空間群Fmmm)となった。SQUID測定の結果、5-300Kで常磁性体であることが示された。Cu原子1個当たりのボーア磁子の有効数はP_<eff>=1.57となった。スピン分極を考慮した分子軌道法による電子状態計算の結果、測定された磁気モーメントは電子スピンに加え、軌道角磁気モーメントの効果が加わっていることが示唆された。また、同型構造を有するNaBa_2Cu_3O_6とNaBa_2Cu_3O_6の化学結合状態の違いが明らかになった。

This study で は, 従 to の イ オ ン な metal acidification of crystallization の concept と は different な に made ち る perspective, a total of combining subject の オ キ ソ メ タ レ ー ト base よ り な る multicomponent system metal acidification を synthesis し, そ れ ら の crystal structure analytical す を る と と も 気 に, electricity, magnetic characteristics of 気 を Ming ら か に す る こ と を purpose と す る. は this year, last year synthetic す る こ と に successful し た NaBa_2Ni_3O_6 の 単 more than one phase crystal sample と this year new た に synthetic に successful し た NaBa_2Cu_3O_6 の 単 one more crystals に つ い て, the nature of the electric 気 magnetic 気 を べ る と と も に, powder X-ray inflexion パ タ ー ン の リ ー ト ベ ル ト parsing に よ り Have ら れ た crystal structure factor を も と に, マ キ シ マ ム エ ン ト ロ ピ を ー method with い た electron density analytical を try み た. ま た, リ ー ト ベ ル ト parsing で motors さ れ た lattice constant と atomic coordinates を with い て, molecular orbital method に よ る electronic state line calculation を っ た. NaBa_2Ni_3O_6 の motors さ れ た orthorhombic system の lattice constant numerical は, a = 8.2971 (7), b = 11.2338 (4), c = 14.3855 (13) a group of Fmmm (space) と な っ た. Resistance rate, room temperature で above 10^6Ωm で, temperature <s:1> increase とと に に decrease, 773Kで <e:1>, 23Ωmになった. The electrical resistance rate <s:1> temperature dependence <e:1> アレニウスプロットよ <s:1> is used to calculate the された activation, エネ ギ ギ, <s:1> and 0.22eVであった. は ゼ ー ベ ッ ク coefficient, room temperature paying nearly で は negative の nt (- 56 mu V/K, 333 K) を し, temperature の raised と と も に a others に raised plus し て, 500 K, pay nearly を condition に し て is に - し, 773 K で は + 64 mu V/K と な っ た. The SQUID assay <s:1> results, 5-300Kで automagnetic body である とが とが indicated された. When there is one Ni atom and the active number of the magnetic particle <s:1> is た ボ ボ ア ア ア を find めたと ろ ろP_<eff>=1.25となった. NaBa_2Cu_3O_6 の motors さ れ た orthorhombic system の lattice constant numerical は, a = 8.3837 (18), b = 11.4348 (25), c = 14.4630 (30) a group of Fmmm (space) と な っ た. The SQUID assay <s:1> results, 5-300Kで automagnetic body である とが とが indicated された. When there is one Cu atom, the active number of the magnetic particle た P_<eff>=1.57となった is ボ ボ ア ア ア ア. ス ピ ン points very を consider し た molecular orbital method に よ る の electronic state calculation results, the determination of さ れ た magnetic 気 モ ー メ ン ト は electronic ス ピ ン に え, orbital angular magnetic 気 モ ー メ ン ト の unseen fruit が plus わ っ て い る こ と が in stopping さ れ た. ま た, same type structure を have す る NaBa_2Cu_3O_6 と NaBa_2Cu_3O_6 の chemical combination state の violations い が Ming ら か に な っ た.

项目成果

H.Yamane: "Synthesis and Crystal Structure Analysis of Sr_8Cu_3In_4N_5 and Sr_<0.53>Ba_<0.47>CuN"J.Solid State Chem.. 170. 265-272 (2003)

H.Yamane：“Sr_8Cu_3In_4N_5 和 Sr_<0.53>Ba_<0.47>CuN 的合成和晶体结构分析”J.Solid State Chem.. 170. 265-272 (2003)

J.Takahashi: "Crystal Structure of La_4Si_2O_7N_2 Analyzed by the Rietveld Method Using the Time-of-Flight Neutron Powder Diffraction Data"Chem.Mater.. 15. 1099-1104 (2003)

J.Takahashi：“使用飞行时间中子粉末衍射数据通过 Rietveld 方法分析 La_4Si_2O_7N_2 的晶体结构”Chem.Mater. 15. 1099-1104 (2003)

T.Kimura: "A Ferroelectric Barium Titanate, BaTi_2O_5"Acta Cryst.. C59. i128-i130 (2003)

T.Kimura：“铁电钛酸钡，BaTi_2O_5”Acta Cryst.. C59。