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二次元ホウ素一炭素ネットワークを有する金属ボロカ-バイドの電子状態と物性

二维硼碳网络金属硼碳化物的电子态和物理性质

基本信息

批准号：
09243212
负责人：
鈴木和也
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

グラファイト及びその層間化合物は様々な機能性材料として有用であり、グラファイトにかわる新しい二次元pi電子系を創出することは新機能性材料開発において極めて重要である。本研究は、ホウ素と炭素からなるグラファイト類似二次元ネットワーク有する金属ボロカ-バイドRB_2C_2、RB_2C(R:アルカリ土類、希土類)を合成し、その電子状態を明らかにすることを目的とした。本年度はRB_2C_2のうち、R=Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tmの各化合物の多結晶体を合成し、その磁化率、磁化曲線、および熱容量の測定を行い、磁気相転移の性質を明らかにした。これらの化合物の磁気相転移温度はR=Gd(45.5K),Tb(23.5K),Dy(24.5K,15.0K),Ho(5.9K,5.1K),Er(14.6K,13.0K),Tm(15.5K)であった。GdB_2C_2およびTmB_2C_2は単純な反強磁性体であるがTbB_2C_2は面内容易軸のらせん磁性体であった。また残りの化合物ではそれぞれ二つの相転移が熱容量により認められ、磁場中熱容量測定の結果から、DyB_2C_2、HoB_2C_2の高温側の相転移は磁場にほとんど依存しない磁気四重極転移であり、低温部の相転移は弱い自発磁化を伴う反強磁性であること、またErB_2C_2の二つの相転移は反強磁性相間の逐次相転移であることを明らかにした。LaB_2C_2,CeB_2C_2の二つの化合物については本年度導入した単結晶育成用アーク溶解炉を用いて単結晶育成を試み、得られた結晶のラウエ写真により単結晶性を確認した。また、電気伝導測定を行い、いずれの結晶も残留抵抗比が約25、低温における残留抵抗率が0.7μΩcmとなり、低温高磁場でシュブニコフ・ドハース振動が観測されうる程度の良質な単結晶がえられた。これによりこの化合物群の電子状態の研究が大いに進むものと思われる。

Intercalation compounds are very important for the development of new functional materials. In this study, the synthesis of RB_2C_2, RB_2C(R: carbon, rare earth) and the electronic state of RB_2C_2, RB_2C were studied. This year, the synthesis of RB_2C_2, R=Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm, the determination of magnetic susceptibility, magnetization curve, heat capacity, and the properties of magnetic phase shift have been clarified. The magnetic phase transition temperatures of these compounds are R=Gd(45.5K),Tb(23.5K),Dy(24.5K, 15.0K),Ho(5.9K, 5.1K),Er(14.6K, 13.0K),Tm(15.5K). GdB_2C_2 and TmB_2C_2 are pure antiferromagnets. The phase shift of DyB_2C_2 and HoB_2C_2 at high temperature depends on the magnetic field, and the phase shift at low temperature depends on the magnetic field. The phase shift of ErB_2C_2 is opposite to the phase shift of antiferromagnetism. LaB_2C_2, CeB_2C_2 and CeB_2C_2 were introduced in this year. The crystallization of LaB_2C_2 and CeB_2C_2 was tested in the dissolution furnace. The crystallinity of LaB_2C_2 was confirmed. The residual resistance ratio of the crystal in the middle and middle of the electric conduction measurement is about 25. The residual resistance ratio at low temperature is 0.7μΩcm. The vibration of the crystal in the middle and middle of the electric conduction measurement is good. The electronic states of these compounds are studied in detail.