d-系列およびf-系列元素を置換した軽元素ネットワーク幾何超伝導物質の開拓

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本研究では、ボレートを中心に磁性物質の創成と物性の研究として、B, C, Nを基本構成元素とした、2次元ネットワーク幾何構造の一部に、d系列元素としてNi, Co, Mnを組み込んだ新しい物質群の研究を遂行した。2次元ネットワークを有するボレート物質にCoおよびNiを導入した新物質を合成して、その磁性を研究したところ、結果、反磁性相互作用を基本としたキャント強磁性の発現を確認した。同様の結果は、Coを組み込んだ物質群でも観測された。交流磁化率の測定ならびに比熱の測定をもとにして、磁性の特徴と発現機構を検討した。また、磁場が非常に弱い際に、負の帯磁率であると思われる信号が観測された。そこで、超伝導物質であるPbを適用して、磁場を正確に見積もり、その挙動を観測した。その結果、本実験で観測された負の磁性は、クラスタ固体に捕捉された局在スピンが副格子として分布して、そのために生じる現象であることを確認した。ボレート物質の新しい展開として、1次元を基本とした梯子格子物質ならびに2章体構造を有する新しい物質を合成した。その結果、梯子格子系物質では、組み込まれる遷移金属元素がNi, Co, Mnと変化するにつれて、低温で観測される反強磁性転移温度が変化することを確認した。また、2量体物質に関しては、基底状態は一重項で熱励起状態として3重項状態が存在する電子状態であることを確認した。特に梯子格子物質では、一次元の鎖方向の構造は、らせんを有している。今後ラセンと磁性との関係の解明としての興味がもたれる。