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高分解能中性子回折による高ホールドープPr$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$NiO$$_{4}$$の結晶構造解析

Crystal structures of highly hole-doped Pr$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$NiO$$_{4}$$ studied by high-resolution neutron diffraction

梶本 亮一  ; 中島 健次  ; 藤田 全基*; 石角 元志*; 鳥居 周輝*; 石川 喜久*; Miao, P.*; 神山 崇*

Kajimoto, Ryoichi; Nakajima, Kenji; Fujita, Masaki*; Ishikado, Motoyuki*; Torii, Shuki*; Ishikawa, Yoshihisa*; Miao, P.*; Kamiyama, Takashi*

ホールがドープされた層状ペロブスカイトNi酸化物R$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$NiO$$_{4}$$はホール濃度$$x<1/2$$でストライプ型の電荷・磁気秩序を示し、$$x>1/2$$では市松模様型の電荷秩序を広い濃度範囲で示すことが知られている。$$x>1/2$$の高ホール濃度領域ではホールが面間の軌道に入ることで面内の市松模様型電荷秩序を保つと考えられ、$$x=1$$付近で金属に転移しても、依然として市松模様型電荷秩序の相関が強く残った異常金属状態となっていると考えられている。そこで、$$x>1/2$$の高ホール濃度領域における電荷・軌道状態を結晶構造の観点から探るため、高分解能中性子回折による結晶構造解析を行った。試料はPr$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$NiO$$_{4}$$の$$x=0.7$$と0.9の粉末試料を用い、中性子回折実験はMLF BL08のSuperHRPDにて行った。$$x=0.7$$では格子定数, Ni-O結合長, 原子変位パラメータ共に滑らかな温度変化を示し、その変化の様子は低ホール濃度の$$x=1/3$$で報告されているものと同程度であった。一方、$$x=0.9$$では、NiO$$_{6}$$八面体の頂点方向のNi-O結合長が高温領域で大きな熱収縮を示し、さらに、頂点酸素の面間方向の原子変位パラメータが、他の組成の試料に比べて特に大きな値を示すことを見いだした。本発表では、この$$x=0.9$$における特異な構造的特徴を電荷の伝導性、Ni$$^{3+}$$サイト上の軌道状態と関連づけて考察する。

no abstracts in English

使用言語

 :

Japanese

掲載資料名

 :

巻

 :

号

 :

ページ数

 :

発行年月

 :

発表会議名

 :

2019年度量子ビームサイエンスフェスタ; 第11回MLFシンポジウム/第37回PFシンポジウム

開催年月

 :

2020/03

開催都市

 :

水戸

開催国

 :

日本

キーワード

 :

no keyword

特許データ

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PDF

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論文URL

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研究データの公開先DOI

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使用施設

 :

J-PARC物質・生命科学実験施設  

広報プレスリリース

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