Spin state of Co
in LaCo
Rh
O
investigated by structural phenomena
結晶構造解析によるLaCo
Rh
O
におけるCo
のスピン状態の解明
浅井 晋一郎*; 岡崎 竜二*; 寺崎 一郎*; 安井 幸夫*; 小林 航*; 中尾 朗子*; 小林 賢介*; 熊井 玲児*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 井川 直樹
; 星川 晃範*; 石垣 徹*; Parkkima, O.*; Karppinen, M.*; 山内 尚雄*
Asai, Shinichiro*; Okazaki, Ryuji*; Terasaki, Ichiro*; Yasui, Yukio*; Kobayashi, Wataru*; Nakao, Akiko*; Kobayashi, Kensuke*; Kumai, Reiji*; Nakao, Hironori*; Murakami, Yoichi*; Igawa, Naoki; Hoshikawa, Akinori*; Ishigaki, Toru*; Parkkima, O.*; Karppinen, M.*; Yamauchi, Hisao*
LaCo
Rh
O
について中性子および放射光X線回折実験を行い、Co
イオンのスピン状態と結晶構造との関連を調べた。10KにおけるLaCo
Rh
O
では、Co(Rh)O
八面体のCo(Rh)-O間距離は理論値と一致し、格子体積は温度低下によって減少した。また、この格子体積の減少に伴って高スピン状態の比率は減少した。これらの結果から、Co
イオンのスピン状態は高スピン状態と低スピン状態が混在したものであり、高スピン状態は、Rh
イオンの置換によって生じたピン止め効果に加え熱励起によって発現することがわかった。
Neutron and synchrotron X-ray diffraction for LaCo
Rh
O
have been carried out in order to investigate the structural properties related with the spin state of Co
ions. We have found that the values of the Co(Rh)-O bond lengths in the Co(Rh)O
octahedron of LaCo
Rh
O
are nearly identical at 10 K. The lattice volume for the Rh
substituted samples decreases with the thermal expansion coefficient similar to that of LaCoO
from room temperature, and ceases to decrease around 70 K. These experimental results favor a mixed state consisting of the high-spin state and low-spin state Co
ions, and suggest that the high-spin state Co
ions are thermally excited in addition to those pinned by the substituted Rh
ions.