モリブデン・クラスタ-化合物における半導体ー金属転移と電子局在・磁性

钼簇化合物中的半导体-金属转变、电子局域化和磁性

• 批准号: 02640263
• 负责人: 奥田 喜一
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02640263/
• 关键词: モリブデン・クラスタ-化合物; Ga_<0.5>Mo_2S_4; 強磁性; 超高圧

モリブデン・クラスタ-化合物Ga_<0.5>Mo_2S_4は,モリブデンとして,唯一,強磁性磁気秩序を示す興味ある物質であるが,その強磁性の起源を探るため,帯磁率、比熱、強磁場磁化温程、更に、超高圧下での電気伝導性の研究を行った。 結果の概略を以下に述べる。1.比熱はTs=44KとTc=20Kにピ-クを示す。前者は構造相転移(高温側立方晶,低温側菱面体晶)に,後者は強磁性磁気秩序を意味する。特に、温度域Tc〜2Tcに異常に高γ値(【similar or equal】200mJ/mol・K^2)が観測され,重い電子系の存在或いはアグノン励起が高温域まで生き残っていることを示唆している。2.高温域帯磁率から求めた有効磁化は四面体Moクラスタ-当り1.74μ_Bであり、一方、4.2kにおける強磁場磁化は四面体Moクラスタ-当り1μ_Bの飽和磁化を示す。 これらの結果は共にMoクラスタ-当り1ケの不対電子が局在し磁化を担っていることを意味する。3.温度域Tc〜2Tcにおいて1/xーT^2依存性が観測され,StonerーWorfarthモデルに基いた遍歴弱強磁性を示唆している。4.42GPaに到る超高圧下での等圧抵抗温度依存性の測定が阪大極限物質研究センタ-遠藤教授の協力のもとに行われ、その結果,略に38GPaにおいてエネルギ-・ギャップは消失し半導体から金属へ転移することを確認した。また、この金属化は一次転移を伴わなかった。本実験での最高圧42GPa加圧下で温度が室温以下2kまで可変されたが,この範囲において、初期に期待した金属状態での超伝導への転移は認められなかった。これは、Moー4d電子系による強磁性磁気秩序が超伝導の発生を押えているものと推測される。今後は、中性子回析、NMRの測定を行い、この物質の強磁性発現のミクロな機構解明を目指す。

The origin of ferromagnetism in Ga_<0.5>Mo_2S_4 is investigated. The magnetic susceptibility, specific heat, temperature range of magnetization in high magnetic field, electrical conductivity under high and high pressure are studied. The results are summarized below. 1. Specific heat Ts=44K Tc=20K The former has structural phase shift (cubic crystal at high temperature side and rhombohedral crystal at low temperature side), while the latter has ferromagnetic order. In particular, the temperature range Tc ~ 2Tc is abnormally high γ value ([similar or equal] 200mJ/mol·K^2), which indicates the existence or failure of heavy electron system in high temperature range. 2. High temperature magnetic field magnetization is obtained when tetrahedral Mo is saturated at 1.74μ B, 1 μ B, 4.2k. The result is that there is no correlation between electron magnetization and electron magnetization. 3. Temperature domain Tc ~ 2Tc ~ 1/x ~ T^2 dependence is measured,Stoner ~ Worfarth ~ 2 base is weak ferromagnetism. 4. Determination of Temperature Dependence of Isobaric Resistance at 42 GPa to Ultra-High Pressure: A Study on the Limit Material of the University of Michigan-The results of the collaborative research conducted by Professor Endo show that the temperature dependence of the semiconductor on the transition of metals at 38GPa has been confirmed. Metallization is the first step in the process. At the highest pressure of 42GPa in practice, the temperature can be varied from 2k below room temperature. In this range, the transition of the superconductors in the metallic state that was expected in the early stage has been recognized. The ferromagnetic magnetic order of the Mo-4d electron system is assumed to be due to the formation of superconductivity. In the future, the analysis of neutral particles, NMR measurements, and the mechanism of ferromagnetic occurrence of these substances are indicated.

项目成果

M.Asano: "Metallization of MoーCluster Compound Ga_<0.5>Mo_2S_4 at 3% GPa" J.Phys.Soc.Jpn.59. 2179-2182 (1990)

M.Asano：“Mo簇化合物Ga_<0.5>Mo_2S_4在3％GPa下的金属化”J.Phys.Soc.Jpn.59（1990）。

K.Okuda: "Phase Transitions of Moーcluster compounds Ga_<0.5>(Mo,Re)_2S_4" J.Mag.Mag.Mater.90&91. 148-150 (1990)

K.Okuda：“Mo簇Ga化合物的相变_<0.5>(Mo,Re)_2S_4”J.Mag.Mag.Mater.90&91(1990)。