デラフォサイト型銅酸化物における熱電特性と新規物性探索

铜铁矿型氧化铜的热电性能及新物理性能探索

基本信息

批准号：
18740208
负责人：
奥田哲治
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kagoshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では、デラフォサイト型銅酸化物CuAO_2(A:三価の陽イオン)における熱電特性の調査と新規物性探索を目的とした。CuAO_2は、Cu層とAO_6八面体が辺共有で形成するAO_2面が交互に積層した層状構造をしている。全ての二次元面は三角格子を示し、AイオンがS=3/2のCr^<3+>イオンの場合には擬二次元ハイゼンベルグ反強磁性三角格子を形成する。この場合には、三角格子の幾何学的効果に由来するCrサイトの局在スピン(S=3/2)のフラストレーションを解消するために、低温においてac-120°スピン構造を形成することで反強磁性転移することが報告されている。本課題では主に、この様なCuCrO_2の熱電特性や磁気特性に対して、CrサイトのMg置換によるホールドーピングがどの様に影響を及ぼすかを詳細に調べた。その結果、CrサイトにおけるMg置換はac-120°スピン構造にスピン欠陥を生じさせるにも関わらず、磁気秩序を促進する役割を果たすことを見出した。比熱測定や他の元素置換効果から、この特異な磁気特性は、遍歴ホールとCrサイト局在スピン間の相互相関によるスピン揺らぎの増強による対称性の破れが原因となっている可能性を示した。また、CuサイトのAg置換により、磁気状態の次元性が三次元的なものから二次元的なものへとクロスオーバーすることも見出した。これらの結果は、本系がS=3/2の二次元ハイゼンベルグ反強磁性三角格子へのホールドーピング効果を研究するためのモデルケースとなる可能性を示唆しており大変興味深い。

该主题旨在研究Delafoits氧化铜CuAO_2（a：三价阳离子）的热电特性，并搜索新的物理特性。 CUAO_2具有分层结构，其中AO_6八面体的侧面形成的Cu层和AO_2表面交替堆叠。所有二维平面均表现出三角形晶格，当离子是cr^<3+>离子的S = 3/2时，形成了伪两维的Heisenberg抗铁磁三角晶格。在这种情况下，据报道，通过在低温下形成AC-1220°自旋结构来实现抗铁磁过渡，从而消除了由三角晶格的几何作用引起的局部自旋（s = 3/2）的局部自旋（s = 3/2）。在这一主题中，我们详细研究了CR位点Mg取代引起的孔掺杂是如何以这种方式影响Cucro_2的热电和磁性。结果，我们发现，尽管AC-1220°旋转结构存在自旋缺陷，但CR位点的MG取代在促进磁顺序中起作用。特定的热量测量和其他元素取代效应表明，由于Myridic孔和CR位点局部自旋的互相关，由于增强的自旋波动而引起的对称性破坏可能引起这种单数磁性。还发现，Cu位点的AG取代会导致磁性状态的维度从三维到二维。这些结果表明，该系统可能是研究对二维Heisenberg抗铁磁磁性三角晶格的孔掺杂作用的模型案例，S = 3/2，这非常有趣。