Synthesis of kagome magnets and exploration of emergent topological phenomena towards functionality

Kagome 磁体的合成以及对功能性拓扑现象的探索

• 批准号: 22KF0206
• 负责人: 中村 裕之
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0206/
• 关键词: カゴメ格子; 金属磁性体; ScFe6Ge4

2次元カゴメ格子や3次元パイロクロア格子は代表的な幾何学的フラストレート格子であり，それらを磁性副格子として内包する金属磁性体ではトポロジーに起因する様々な異常現象が期待される.本研究では鉄やコバルト，マンガン等のカゴメ格子やパイロクロア格子を内包する金属磁性体を研究対象として取り上げ，その単結晶を育成し，それを用いて磁気特性，磁気伝導特性，バンド分散測定，スピン組織直接観測等を行い，さらに第一原理計算等を行い，トポロジーに起因する異常現象を発掘することを目的とする．今年度は特に二重カゴメ格子を内包する金属磁性体ScFe6Ge4で成果があった．ScFe6Ge4はLiFe6Ge4型の結晶構造をとり，そのFe副格子は，最近注目を集めているトポロジカル磁性体Fe3Sn2のFeサイトと結晶学的に等価である．先行研究では，ScFe6Ge4はキュリー温度491 Kの強磁性体であると報告されていたが，純良な試料を合成し磁性を測定したところ，実際には650 K付近に磁気転移点をもつ反強磁性体であることが判明した．また，転移点直下では逐次相転移の兆候が観測され，磁気状態が単純ではないことを示唆している．今後，単結晶育成法の開発に成功し，単結晶を用いた詳細な研究が進めば，この分野の発展に大きく貢献すると期待される．

Two yuan カ ゴ メ や 3 dimensional grid パ イ ロ ク ロ は ア grid represent な geometry フ ラ ス ト レ ー ト grid で あ り, そ れ ら を vice magnetic grid と し て insourcing す る metal magnetic body で は ト ポ ロ ジ ー に cause す る others 々 な anomaly が expect さ れ る. Objects of this study で は iron や コ バ ル ト, マ ン ガ ン etc. の カ ゴ メ grid や パ イ ロ ク ロ ア grid を insourcing す る metal magnetic body を research like と seaborne し て take り げ, そ の 単 crystallization を し bred, そ れ を with い て magnetic 気 features, magnetic 気 伝 guide features, バ ン ド dispersion measurement, ス ピ ン organization directly 観 を い, such as measuring さ ら に first principles calculation such as line を い, Youdaoplaceholder0 トポロジ に cause する abnormal phenomenon を occurrence する とを とを objective とする. This year, the <s:1> special に double カゴメ grid を contains the する metal magnetic material ScFe6Ge4で achievement があった. Type ScFe6Ge4 は LiFe6Ge4 の crystal structure を と り, そ の Fe は vice grid, recent attention を set め て い る ト ポ ロ ジ カ ル magnetic body Fe3Sn2 の Fe サ イ ト と に of crystallography 価 で あ る. Leading research で は, ScFe6Ge4 は キ ュ リ ー temperature 491 K の strong magnetic body で あ る と report さ れ て い た が, virtuous な sample を determination of synthetic し magnetic を し た と こ ろ, be interstate に は pay nearly 650 K に magnetic 気 planning to move some を も つ against strong magnetic body で あ る こ と が.at し た. ま た, planning to move some straight down で は planning successive phase shift の trillion hou が 観 measuring さ れ, magnetic 気 state が 単 pure で は な い こ と を in stopping し て い る. In the future, 単 crystallization method bred の open 発 に し success, crystallization 単 を with い た detailed study な が into め ば, こ の eset の 発 big exhibition に き く contribution す る と expect さ れ る.

项目成果

A new double-layered kagome antiferromagnet ScFe6Ge4

• DOI: 10.1016/j.ssc.2024.115513
• 发表时间: 2023-12
• 期刊: Solid State Communications
• 影响因子: 2.1
• 作者: M. A. Kassem;T. Shiotani;H. Ohta;Y. Tabata;T. Waki;H. Nakamura