利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2024.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22UE0280

利用課題名 / Title

3d遍歴電子と4f局在電子が共存する金属間化合物の磁性

利用した実施機関 / Support Institute

電気通信大学

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

磁性, 遍歴電子, 局在電子, メスバウアー効果,電子顕微鏡/Electron microscopy,X線回折/X-ray diffraction

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

中村仁

所属名 / Affiliation

電気通信大学情報理工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

中村頼人,石田あずみ

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

桑原大介,北田昇雄,松橋千尋

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UE-011：電子線元素状態分析装置
 UE-001：超伝導量子干渉型磁束計
 UE-004：DSC粉末X線同時測定装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

3d遍歴電子と4f局在電子がともに磁性に寄与するAT₂P₂(A＝希土類元素、T=3d遷移金属元素）の合成とその結晶性および磁性を評価する目的で、電気通信大学のX線回折装置およびSQUID磁束計を利用した。得られた結果と¹⁵¹Euメスバウアースペクトルの解析結果から磁気構造に関する知見を得た。

実験 / Experimental

希土類元素をEuとし、遷移金属元素をCoとNiの混晶系とした試料を合成した。DSC粉末X線同時測定装置 (Rigaku Ultima III)で回折パターンを計測し、単相試料の合成条件を最適化した。得られた単相試料の磁化の温度変化や磁場依存性を超伝導量子干渉型磁束計（Quantum Design MPMS-XL7）を利用して計測した。

結果と考察 / Results and Discussion

3d遍歴電子と4f局在電子がともに磁性に寄与するEu(Co,Ni)₂P₂系に注目し、試料合成、X線構造解析、磁化測定、メスバウアー分光測定までを系統的に行い，4f希土類イオンの価数と3d遷移金属元素の磁気秩序を明らかにした。Co/Niの濃度比を変えた試料を固溶域全体にわたり合成し，CoをNiで置換する化学圧力効果による構造相転移を確認し，Niリッチ側で出現する強磁性秩序を初めて観測した。この強磁性秩序はさらに低温で反強磁性的に再配列し、¹⁵¹Euメスバウアー分光の結果と併せて，長周期の反強磁性秩序構造を提案した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Raito Nakamura, Magnetic Properties of Eu(Co₁₋_xNi_x)₂P₂, Journal of the Physical Society of Japan, 91, (2022).
DOI: 10.7566/JPSJ.91.024701
Raito Nakamura, Magnetic-field-induced valence change in Eu(Co1−xNix)2P2 up to 60 T, Physical Review B, 107, (2023).
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.235110

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件