希土類と遷移金属を秩序配列させた複合酸化物のデザインとf-d電子の示す磁性

稀土和过渡金属有序排列复合氧化物的设计及f-d电子表现的磁性

基本信息

批准号：
19018003
负责人：
日夏幸雄
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hokkaido 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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

希土類と遷移金属を結晶構造中で秩序配列させた一連の化合物群を新規合成し、その磁気的性質を調べることにより、新たなf-f電子間、f-d電子間の相互作用に起因する特異な物性の発見を目指した。ペロブスカイト型酸化物ABO3に注目し、希土類とサイズの大きく異なる白金族元素(ルテニウム、イリジウム、レニウム)を組み合わせることで、Bサイトに入る元素がNaCl型に規則配列した"ダブルペロブスカイト"A2BB'O6構造をとることを見出した。これらの複合酸化物では、酸素原子を介するf-d電子間に強い磁気的相互作用が働くことを解明した。次に蛍石型構造を基本構造にもつ三元系複合酸化物に着目した。蛍石型二元系酸化物MO2では、Mサイトに入る希土類はセリウムと、高圧条件下でのプラセオジム、テルビウムだけで、従って希土類のf電子が蛍石型構造の物性の中心的役割を果たした例はない。しかし、+5価の遷移金属(ルテニウム、イリジウム、レニウム、ニオブ、タンタル、アンチモン)を含めることで、3価の希土類を蛍石型構造のカチオンサイトへの導入が可能となった(Ln3MO7化合物の生成)。しかも希土類と遷移金属は無秩序にカチオンサイトを占めるのではなく、酸素原子を介して希土類が1次元鎖を形成する秩序配列を示し、さらに同様に1次元鎖を形成する遷移金属と2次元平面構造を持つことがわかった。低温で磁気秩序を示し、さらに構造相転移も引き起こすことを見出し、相転移温度以下の結晶構造を決定した。

通过新合成一系列化合物，其中将稀土和过渡金属以晶体结构排序并检查其磁性，我们旨在发现由F-F和F-D电子之间的新相互作用引起的独特物理特性。在专注于钙钛矿型氧化物ABO3时，我们发现，通过将稀土和铂类组元素（ruthenium，iridium，rhenium）相结合，大小不同，进入B网站的元素可以使用“ Double Perovskite” A2BB'O6结构，以nacl类型有序。已经澄清的是，在这些复合氧化物中，通过氧原子在F-D电子之间发生强磁相互作用。接下来，我们专注于具有氟含石型结构作为基本结构的三元复合氧化物。在高压条件下，进入M位点的唯一稀有地球是氟化二元氧化物MO2，在高压条件下，葡萄膜，praseodymium and terbium是稀有的，因此，没有例子在稀有的地球F-电子中在氟含石型结构的物理特性中起着核心作用。然而，通过包括 +五价过渡金属（氟烷，虹膜，rhenium，niobium，tantalum和锑），可以将三价稀土引入到荧光素型结构的阳离子位置（LN3MO7化合物的形成）中。此外，发现稀土和过渡金属不会以有序的方式占据阳离子位点，而是表现出有序的布置，在该布置中，稀有地球通过氧原子形成一个一维链，并且它们具有具有二维平面结构，具有二维平面结构，其过渡金属形成一维链。已经发现，晶体结构在低温下表现出磁性，并引起结构相变，并且确定了相变温度以下的晶体结构。