ブックタイトル日本結晶学会誌Vol55No6

概要

日本結晶学会誌Vol55No6

竹中康司おおむねx＝0.4～0.9で,ブロードな体積変化が生じている.相不安定性との関連で言えば,熱膨張異常を示す36Ni-Feインバー合金がNi-Fe相図上でfcc-bcc構造変態の境界近傍に位置していることとの類似が興味深い. 8)Mn 3ANにおける体積変化のブロードニングには局所構造の不安定さが関連していることが中性子回折43)やXAFS, 44)さらには最近なされた電子顕微鏡の実験45)で示唆されており,この相不安定性との関連が注目される.8．おわりに巨大な負熱膨張で注目される逆ペロフスカイト型マンガン窒化物Mn 3ANについて,構造と磁性に関するこれまでの結果に基づき,巨大な負熱膨張の背景となる顕著な自発体積磁歪ωsと体積変化のブロードニングについて考察した.系統的な熱膨張の測定結果は,この物質群において,磁気秩序がなかったとしたときの仮想的な熱膨張の見積りを可能とし,それにより定量的なωsの評価を行った.その結果,ωsは結晶構造・磁気構造に敏感であり,とりわけ立方晶三角型反強磁性相で大きなωsを示すことを確認した.また,ωsはA原子のd電子数に明確に依存していることが判明し, d軌道の重要性が示唆された.これらの結果に基づき,この系の磁気体積効果に対するフラストレーションや磁気ストレスの役割を議論した.Cuに対するすべてのドーパント種が体積変化のブロードニングを引き起こすわけではなく,ブロードニングのためには,大きなωsをもたらす立方晶三角型反強磁性とは異質の要素をもつドーパントが必要であることが明らかになった.ブロードニングの起きる,起きないは,化学的（結晶学的）乱れで決まるものではなく,電子状態や磁気状態における不安定性が重要であることを示している.局所構造における異常と体積変化のブロードニングの相関は今後に取り組むべき興味深い課題である.謝辞本稿をまとめるにあたり,生田博志,梯祥郎,鹿又武,高木英典,深道和明,藤田麻哉, Alessio Filippetti各先生よりいただいたご助言・ご助力に深謝致します.また本稿は,市古征義氏はじめ研究室学生諸氏の実験結果ならびに解析なしには成り立ちません.ここに謝意を表します.本研究はNEDO・産業技術研究助成事業（No.08A19009d）,文部科学省科学研究費補助金・基盤研究（B）（No.22360219）,ならびに旭硝子財団研究助成の一環として進められたものです.文献1）戸田盛和他：新版たのしい理科4下第5版, p.22,大日本図書(2009).2）A. W. Sleight: Inorg. Chem. 37, 2854 (1998).3）K. Takenaka: Sci. Technol. Adv. Mater. 13, 013001 (2012).4）C. Lind: Materials 5, 1125 (2012).5）K. Takenaka and H. Takagi: Appl. Phys. Lett. 87, 261902(2005).6）I. Yamada, K. Tsuchiya, K. Ohgushi, N. Hayashi, J. G. Kim, N.Tsuji, R. Takahashi, M. Matsushita, N. Nishiyama, T. Inoue, T.Irifune, K. Kato, M. Takata and M. Takano: Angew. Chem. Int.Ed. 50, 6579 (2011).7）M. Azuma, W. T. Chen, H. Seki, M. Czapski, S. Olga, K. Oka,M. Mizumaki, T. Watanuki, N. Ishimatsu, N. Kawamura, S. Ishiwata,M. G. Tucker, Y. Shimakawa and J. P. Attfield: Nat. Commun.2, 347 (2011).8）E. F. Wasserman: Ferromagnetic Materials Vol.5, edited by K.H. J. Buschow and E. P. Wohlfarth, p.237, Elsevier SciencePublishing (1990).9）T. He, Q. Huang, A. P. Ramirez, Y. Wang, K. A. Regan, N.Rogado, M. A. Hayward, M. K. Haas, J. S. Slusky, K. Inumara, H.W. Zandbergen, N. P. Ong and R. J. Cava: Nature 411, 54 (2001).10）M. Uehara, A. Uehara, K. Kozawa and Y. Kimishima: J. Phys.Soc. Jpn. 78, 033702 (2009).11）D. Kasugai, A. Ozawa, T. Inagaki and K. Takenaka: J. Appl.Phys. 111, 07E314 (2012).12）K. Asano, K. Koyama and K. Takenaka: Appl. Phys. Lett. 92,161909 (2008).13）K. Takenaka, T. Shibayama, D. Kasugai and T. Shimizu: Jpn. J.Appl. Phys. 51, 043001 (2012).14）B. S. Wang, P. Tong, Y. P. Sun, X. Luo, X. B. Zhu, G. Li, X.D. Zhu, S. B. Zhang, Z. R. Yang, W. H. Song and J. M. Dai:Europhys. Lett. 85, 47004 (2009).15）B. S. Wang, P. Tong, Y. P. Sun, L. J. Li, W. Tang, W. J. Lu,X. B. Zhu, Z. R. Yang and W. H. Song: Appl. Phys. Lett. 95,222509 (2009).16）E. O. Chi, W. S. Kim and N. H. Hur: Solid State Commun. 120,307 (2001).17）T. Oe, C. Urano, N. Kaneko, M. Hadano and K. Takenaka:Appl. Phys. Lett. 103, 173518 (2013).18）P. Lukashev, R. F. Sabirianov and K. Belashchenko: Phys. Rev.B 78, 184414 (2008).19）H. Takagi and H. Y. Hwang: Science 327, 1601 (2010).20）T. Chatterji, T. C. Hansen, M. Brunelli and P. F. Henry: Appl.Phys. Lett. 94, 241902 (2009).21）B. K. Greve, K. L. Martin, P. L. Lee, P. J. Chupas, K. W. Chapmanand A. P. Wilkinson: J. Am Chem. Soc. 132, 15496 (2010).22）T. Chatterji, W. Zbiri and T. C. Hansen: Appl. Phys. Lett. 98,181911 (2011).23）R. J. Huang, Y. Y. Liu, W. Fan, J. Tan, F. R. Xiao, L. H. Qianand L. F. Li: J. Am. Chem. Soc. 135, 11469 (2013).24）T. F. Qi, O. B. Korneta, S. Parkin, L. E. De Long, P. Schlottmannand G. Cao: Phys. Rev. Lett. 105, 177203 (2010).25）Y. Nakamura, K. Takenaka, A. Kishimoto and H. Takagi: J. Am.Ceram. Soc. 92, 2999 (2009).26）L. Ding, C. Wang, Y. Y. Na, L. H. Chu, J. Yan and X. L.Chen: Scripta Mater. 63, 687 (2011).27）K. Takenaka, T. Hamada, D. Kasugai and N. Sugimoto: J. Appl.Phys. 112, 083517 (2012).28）市古征義,竹中康司：日本金属学会誌77, 415 (2013).29）F. Sayetat, P. Fertey and M. Klessler: J. Appl. Cryst. 31, 121(1998).338日本結晶学会誌第55巻第6号（2013）