Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

本年度は、一次元ディラック電子系の新物質開拓として、Ta4SiTe4と同じ結晶構造をもち、Siサイトを様々な遷移金属元素に置き換えた物質の合成を中心に取り組んだ。これまで、これらの物質の熱電変換性能に関する報告はない。その結果、十分に遷移金属元素が含まれるNb4(M, Si)Te4 (M = Cr, Fe, Co, Ni)のウィスカー結晶の合成に成功した。これらはいずれも、これまでに合成の報告のない新物質である。バルクサイズの試料合成はできなかったものの、得られたウィスカー結晶を用いて、各種の物性測定を行った。
Nb4(M, Si)Te4ウィスカー結晶はいずれも、金属的な電気伝導を示した。熱起電力については、熱電変換材料として有望な大きな値は現状では得られていない。このうち、Nb4(Co, Si)Te4の磁気抵抗は、磁場に対して直線的に増加する特異な振る舞いを示した一方、Nb4(Cr, Si)Te4とNb4(Fe, Si)Te4では負の磁気抵抗が現れた。負の磁気抵抗は、局在スピンによる伝導電子の散乱が磁場印加によって抑制されたことにより現れたと考えられる。また、Nb4(Fe, Si)Te4の磁化率測定により、転移温度15 Kのスピングラス的な振る舞いを観測した。一般にスピングラスは、局在スピン間に働く磁気相互作用が一様でない場合に現れる。Nb4(Fe, Si)Te4では磁性を担うFeと非磁性のSiがランダムに並んだ一次元鎖が形成されていると予想され、このランダムネスがスピングラスの原因となっていると考えられる。
本年度は、これらの物質以外についても、一次元ディラック電子系候補BaTiSe3の合成、反射率測定によるTa4SiTe4の電子状態評価、Ta4SiTe4関連物質であるTa2Pd3Te5、Nb2Pd3Te5、Ta3SiTe6の単結晶合成と物性測定についても行った。

【研究分担者】
山川洋一	名古屋大学	理学研究科	講師	(Kakenデータベース)
山影相	名古屋大学	理学研究科	講師	(Kakenデータベース)