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論文

Continuous structural phase transition and antiferromagnetic order in ilmenite-type NiVO$$_{3}$$

山本 孟*; 池田 理*; 本田 孝志*; 木村 健太*; 青山 拓也*; 大串 研也*; 鈴木 昭夫*; 石井 賢司*; 松村 大樹; 辻 卓也; et al.

Physical Review Materials (Internet), 8(9), p.094402_1 - 094402_6, 2024/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.8.094402
 被引用回数：2 パーセンタイル：56.91(Materials Science, Multidisciplinary)

We investigate the crystal and electronic structures as well as magnetic properties of ilmenite-type NiVO$$_{3}$$, which has attracted research interest as an ${it S}$ = 1 honeycomb lattice magnet. Ilmenite-type NiVO$$_{3}$$ samples were synthesized under high-pressure and high-temperature conditions. Synchrotron X-ray diffraction and Rietveld refinement results demonstrated that NiVO$$_{3}$$ underwent a continuous structural phase transition from the triclinic (${it P$bar{1}$}$) phase to the rhombohedral (${it R$bar{3}$}$) phase at 450 K. This transition is concomitant with the decomposition of the V-V dimers formed by the tetravalent V ions. X-ray absorption spectroscopy measurements confirmed that the Ni and V ions were divalent and tetravalent, respectively. Magnetic and specific heat measurements revealed that NiVO$$_{3}$$ underwent an antiferromagnetic transition at 140 K, and a zigzag-type magnetic order with magnetic propagation vector ${it k}$=(0,1/2,0) was observed by neutron diffraction measurements.

論文

Partial breakdown of translation symmetry at a structural quantum critical point associated with a ferroelectric soft mode

石井 悠衣*; 山本 有梨沙*; 佐藤 直大*; 南部 雄亮*; 河村 聖子; 村井 直樹; 尾原 幸治*; 河口 彰吾*; 森 孝雄*; 森 茂生*

Physical Review B, 106(13), p.134111_1 - 134111_7, 2022/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.106.134111
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

We report that complete suppression of a phonon-driven structural phase transition causes partial breakdown of a three-dimensional translation symmetry in a well-defined sublattice. This state is revealed for a dielectric compound, Ba$$_{1-x}$$Sr$$_x$$Al$$_2$$O$$_4$$, that comprises an AlO$$_4$$ network incorporated into a hexagonal Ba(Sr) sublattice. Pair distribution function analyses and inelastic neutron scattering experiments provide clear-cut evidence of the AlO$$_4$$ network forming a continuum of Al-O short-range correlations similar to glasses, whereas the Ba(Sr) sublattice preserves the original translational symmetry. This glassy network significantly dampens the phonon spectrum and transforms it into the broad one resembling those typically observed in glass materials.

論文

Structural phase transition in cobalt oxyfluoride Co$$_{3}$$Sb$$_{4}$$O$$_{6}$$F$$_{6}$$ observed by high-resolution synchrotron and neutron diffraction

下野 聖矢*; 石橋 広記*; 永吉 祐輔*; 池野 豪一*; 河口 彰吾*; 萩原 雅人; 鳥居 周輝*; 神山 崇*; 市橋 克哉*; 西原 禎文*; et al.

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 163, p.110568_1 - 110568_7, 2022/04

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2021.110568
 被引用回数：2 パーセンタイル：14.58(Chemistry, Multidisciplinary)

The structural phase transition from cubic ($$Ibar{4}3m$$) to a $$c > a$$ tetragonal ($$Ibar{4}$$) at $$T_{rm S}$$ $$sim$$ 180 K was found in non-centrosymmetric oxyfluoride Co$$_{3}$$Sb$$_{4}$$O$$_{6}$$F$$_{6}$$ by high-resolution neutron and synchrotron powder diffraction. To investigate this phase transition, specific heat, magnetization, and dielectric measurements were performed. Although the specific heat and dielectric constant showed anomalies at $$T_{rm S}$$, a phase transition to ferroelectricity was not observed in the polarization hysteresis loop down to 30 K. The rotation of the CoO$$_{2}$$F$$_{4}$$ octahedron was observed at $$T_{rm S}$$ from the structural analysis using synchrotron and neutron powder diffraction data. It was found that the magnetic phase transition from paramagnetic to G-type antiferromagnetic occurred at $$T_{rm N}$$ $$sim$$ 67 K, at which a peak was observed in the specific heat measurements, via magnetic structure analysis using neutron powder diffraction data. The magnetic moments of Co$$^{2+}$$ were aligned along the tetragonal $$c$$-axis direction with a Co$$^{2+}$$ moment of 2.80(1) $$mu_{rm B}$$ at 13 K.

論文

Colossal barocaloric effects in plastic crystals

Li, B.*; 川北 至信; 河村 聖子; 菅原 武*; Wang, H.*; Wang, J.*; Chen, Y.*; 河口 沙織*; 河口 彰吾*; 尾原 幸治*; et al.

Nature, 567(7749), p.506 - 510, 2019/03

https://doi.org/10.1038/s41586-019-1042-5
 被引用回数：322 パーセンタイル：99.50(Multidisciplinary Sciences)

冷却は現代社会では、世界における25-30%の電力が空調や食料保存に用いられるように、重要である。従来の気化、圧縮で冷却を行う方法は、温暖化などの観点から限界が来ている。有望な代替手段として固体の熱量効果を用いた冷却方法が注目を集めている。しかしながら、この方法は、現在候補に挙げられている物質ではエントロピー変化の小ささや巨大な磁場を必要とするところなどから性能に限界がある。そこで我々は柔粘性結晶における圧力誘起の相転移で冷却が起こる巨大圧力熱量効果を報告する。柔粘性結晶の一つであるネオペンチルグリコールのエントロピー変化は室温近傍において単位キログラム、単位温度あたり、約389ジュールであった。圧力下の中性子散乱実験の結果から、そのような巨大圧力熱量効果は分子配向の非秩序化、巨大な圧縮率、極めて非線形性の強い格子ダイナミクスの組み合わせに由来することが明らかになった。我々の研究により、柔粘性結晶における巨大圧力熱量効果発現の微視的機構が明らかとなり、次世代の固体を使った冷却技術の確立に筋道を付けることができた。

口頭

ペロブスカイト型酸フッ化物AgTiO$$_2$$Fにおける極性の発現と相転移

稲熊 宜之*; 勝又 哲裕*; 高見 拓矢*; 三村 和仙*; 小林 慎太郎*; 河口 彰吾*; 米田 安宏

no journal, , 

これまで報告されているPerovskite型複合アニオン酸フッ化物のほとんどが立方晶をとるのに対して、AgTiO$$_2$$Fは正方晶をとり、アニオン八面体が反位相にtiltしている。このような違いが何故生ずるのを明らかにするため、平均構造、局所構造、極性およびそれらの相互関係を調べ、極性の起源を明らかにした。光第二高調波(SHG)測定を行ったところ、室温でSHG信号が観測され、極性を示す可能性が示唆された。さらに、高温X線回折測定により対応する相転移が観測された。これらから、ミクロな分極を持つ構造モデルで局所構造を解析する必要がある。

口頭

励起子絶縁体Ta$$_{2}$$NiSe$$_{5}$$への元素置換効果とX線回折による結晶構造の研究

廣瀬 雄介; 土田 駿*; 佐野 純佳*; 河口 彰吾*; 小林 慎太郎*; 大村 彩子*; 摂待 力生*

no journal, , 

Ta$$_{2}$$NiSe$$_{5}$$はTc~330Kで直方晶から単斜晶への構造相転移と同時に絶縁体化し、励起子絶縁体の数少ない候補物質として注目され、盛んに研究がなされている。これまで我々は、元素置換によってTcの抑制や系の金属化などが起こることを明らかにしてきた。本研究では、元素置換による電子状態の変化の起源を結晶構造解析により、明らかにすることを目的とし、SPring-8のBL02にて、元素置換したTa$$_{2}$$NiSe$$_{5}$$の粉末X線回折実験を行ったので、その結果を発表する。

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