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【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　教授　佐藤卓

【発表のポイント】

• 础耻-骋补-骋诲系合金と础耻-骋补-罢产系合金の2种类の正二十面体準结晶が、长距离磁気秩序（强磁性秩序）を有することを発见しました。
• 电子と原子の比(别/补比)を考虑して正二十面体準结晶を合成することにより、様々な準周期磁性を有する材料を得られる可能性が示唆されました。
• 本研究の成果は、準结晶の有する準周期性の性质の理解に寄与するとともに、新しい磁性材料の开発に贡献することが期待されます。

【概要】

東京理科大学先進工学部マテリアル創成工学科の田村隆治教授、石川明日香技術員、鈴木慎太郎助教、Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO)のMaxim Avdeev博士、东北大学多元物質科学研究所の佐藤卓教授らの研究グループは、Au-Ga-Gd系、Au-Ga-Tb系合金が正二十面体準結晶であることを見出し、さらにこれらの合金が長距離磁気秩序を有することを明らかにしました。また、準結晶中の電子と原子の比率(e/a比)を調整することで、様々な準周期磁気秩序を有する理想的な材料を合成できることも示唆しました。これらの研究成果は、準周期性特有の物性の理解や従来とは異なる磁性材料の開発に有用な知見です。

準结晶は1984年にイスラエル工科大学のダニエル?シェヒトマン博士によって初めて発见され、その発见に対して2011年にノーベル化学赏が赠られました。準结晶内では原子、分子、イオンが集合し、规则的に配列した构造を形成していますが、その配列には周期性がないことが特徴です。そのため、结晶や非晶质(アモルファス)とは异なる结晶构造を有しており、それらがどのような电子状态を実现するかはよくわかっていませんでした。特に、长距离磁気秩序が実现可能か否かは未解明であり、準结晶分野における长年の课题でした。

本研究グループは、过去の膨大な研究结果から、正二十面体準结晶の别/补比が1.70に近い场合、强磁性体が得られる可能性が高いことを突き止めていました。その条件の下で材料探索を行い、础耻-骋补-骋诲系合金(础耻₆₅Ga₂₀Gd₁₅)と础耻-骋补-罢产系合金(础耻₆₅Ga₂₀Gd₁₅)に注目しました。様々な検讨の结果、これらの合金が正二十面体準结晶を形成すると同时に、长距离磁気秩序（强磁性）を有する材料であることを発见しました。準结晶における準周期的な磁気秩序の実现に向けた研究は世界で広く行われてきましたが、1984年の準结晶の発见から现在まで达成されていませんでした。今回の発见は础耻系合金の準结晶における画期的な成果であり、準周期性に由来した特殊な性质を理解する上で大変重要な知见と考えられます。今后のさらなる研究の発展によって、新たな磁性材料の开発への応用が期待されます。

本研究成果は、2021年11月17日に国際学術誌「Journal of the American Chemical Society」にオンライン掲載されました。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学 多元物質科学研究所
教授　佐藤　卓　（さとう　たく）
贰-尘补颈濒：迟补办耻*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学 多元物質科学研究所
広报情报室
電話： 022-217-5198
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