秩序無秩序相が誘起するニッケル層状酸化物の新奇金属絶縁体転移と超伝導物性への展開

有序-无序相诱导镍层状氧化物的新型金属-绝缘体转变及超导性能的发展

• 批准号: 22KJ0267
• 负责人: 松本 倖汰
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0267/
• 关键词: 局所原子配列制御; 粉末X線回折; 結晶相の熱的スイッチング; 層状遷移金属酸化物; リートベルト解析; 相変化材料

本研究では、岩塩層のSr/Bi配列が異なるSr2.5Bi0.5NiO5の多結晶試料を合成し、結晶構造解析と基礎物性の温度依存性の評価を行った。また、単結晶の合成条件を検討した。ポストアニールを行った多結晶試料について、SPring-8にて粉末X線回折測定を行い、4種類のSr/Bi配列の結晶構造を同定した。4種類の結晶構造はそれぞれ、既知の完全秩序相、新規に発見した秩序相、無秩序相、完全無秩序相であった。また、800 ℃前後でのアニールでは、磁性絶縁体の新物質であるダブルペロブスカイトSr2BiNiO4.5に相変化することもわかった。基礎物性の評価により、Sr2.5Bi0.5NiO5は金属的な基底状態をとる常磁性体であるものの、Sr/Bi配列によって電気抵抗率が大きく異なることがわかった。室温から950 °Cに至る高温領域での電気抵抗率も評価した。その結果、Sr/Bi配列の秩序構造と無秩序構造、および秩序構造とダブルペロブスカイトが、熱的にスイッチング可能であることを見出した。さらに、構造のスイッチングに伴い、102倍と109倍という顕著な電気抵抗率の変化を示すことがわかった。これは、カルコゲナイド相変化材料と同様な、大きな電気抵抗率変化を伴う相変化である。構造変化の過程について明らかにするため、SPring-8において加熱・冷却中のin-situ測定も行った。Sr/Bi配列が秩序配列から無秩序配列に変化し、直方晶相を経て、ダブルペロブスカイトに構造変化する様子を観察できたが、試料ホルダーの変形により冷却中の構造変化の観察はできなかった。また、Ptるつぼを使ったフラックス法による単結晶合成を試みたが、合成条件が還元的になってしまい、Sr2.5Bi0.5NiO5ではなく、NiOの単結晶が合成された。

In this study, で で, が of the rock salt layer <s:1> Sr/Bi combined with が of different なるSr2.5Bi0.5NiO5 polycrystalline samples を were used for synthesis, <s:1> of the crystalline structure, と of the basic physical properties, <s:1> of the temperature dependence, <e:1> of the evaluation, and 価を of the field った. Youdaoplaceholder0, 単 crystallization <s:1> synthesis conditions を検 discuss た. Line ポ ス ト ア ニ ー ル を っ た more crystal sample に つ い て, SPring - 8 に て powder X-ray determination of inflexion を い, 4 species の Sr/Bi の crystal structure with column を be し た. There are four types of crystal structures: それぞれ それぞれ, known complete order phase, new regulations に, observed た order phase, disordered phase, and completely disordered phase であった. ま た, before and after 800 ℃ で の ア ニ ー ル で は new material, magnetic never try の で あ る ダ ブ ル ペ ロ ブ ス カ イ ト Sr2BiNiO4. 5 - に phase change す る こ と も わ か っ た. Basic physical の review 価 に よ り, Sr2.5 Bi0.5 NiO5 は な basal status of metal を と る magnetic bodies often で あ る も の の, Sr/Bi match column に よ っ て bigger 気 resistance rate が き く different な る こ と が わ か っ た. Room temperature ら ら950 °Cに to る high-temperature range で <s:1> electrical resistance rate evaluation 価 た た. Result, Sr/Bi columns そ の の order structure と without order, お よ び order tectonic と ダ ブ ル ペ ロ ブ ス カ イ ト が, hot に ス イ ッ チ ン グ may で あ る こ と を see out し た. さ ら に, tectonic の ス イ ッ チ ン グ に い, 109 times 102 times と と い う 顕 気 な electricity resistance rate の variations change を shown す こ と が わ か っ た. こ れ は, カ ル コ ゲ ナ イ ド と of phase - material with others in な, big き 気 な electricity resistance - を with う phase variations, で あ る. の structure - process に つ い て Ming ら か に す る た め, SPring - 8 に お い て の in heating, cooling the in - situ measurement line も っ た. Sr/Bi with column が order column か ら no order column に - し, straight Fang Jing phase を 経 て, ダ ブ ル ペ ロ ブ ス カ イ ト に structure - the す る others child を 観 examine で き た が, try ホ ル ダ ー の - shaped に よ り の structural variations in cooling の 観 examine は で き な か っ た. ま る た, Pt つ ぼ を make っ た フ ラ ッ ク ス method に よ る 単 crystalline synthetic を try み た が が, synthetic conditions also yuan に な っ て し ま い, Sr2.5 Bi0.5 NiO5 で は な く, NiO の 単 crystallization が synthetic さ れ た.

项目成果

結晶体、相変化メモリ、結晶体の製造方法及び相変化メモリの製造方法

晶体、相变存储器、晶体的制造方法以及相变存储器的制造方法

• 发表时间: 2022

ペロブスカイト構造を基調とするニッケル酸化物における熱的な結晶構造・電気伝導性の可逆制御

基于钙钛矿结构的氧化镍热晶体结构和电导率的可逆控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 松本倖汰;河底秀幸;西堀英治;福村知昭;松本倖汰
• 通讯作者: 松本倖汰

層状酸化物Sr2.5Bi0.5NiO5における結晶相の熱的スイッチングが誘起する巨大な電気抵抗率変化

层状氧化物Sr2.5Bi0.5NiO5中晶相热转换引起的巨大电阻率变化

• 发表时间: 2023
• 作者: 松本倖汰;河底秀幸;西堀英治;福村知昭
• 通讯作者: 福村知昭