高野幹夫教授ら、四本の手をもつ金属原子の磁性の変換に成功 [Nature Chemistry]

－磁気記録、スイッチ素子の革新につながるか－

2009年7月21日

　高野幹夫 物質－細胞統合システム拠点（iCeMS＝アイセムス）教授は、陰山洋 理学研究科准教授、吉村一良 同教授、川上隆輝 日本大学量子科学研究所講師、八木健彦 東京大学物性研究所教授、Chong-Long Fu 米国オークリッジ国立研究所博士らと共同で、珍しい平面正方配位された鉄イオンのスピン状態を圧力により変換することに成功しました。その舞台となったのは、以前、陰山・高野らが発見し、その構造の斬新さが高く評価された鉄酸化物です（Y. Tsujimoto et al., Nature 450, 1062-1066, 2007※１）。金属イオンのスピン状態を変換する試みは80年前から盛んに行われていますが、今回はこれまでとは異なるメカニズムが働いています。すなわち構造の新しさが新しいメカニズムを引き出し、それにより酸化物の磁性と電気伝導性が大きく変化しました。この根源的な新しさは、これからの研究の展開に豊かな期待をもたせてくれます。例えば、圧力により作動させることのできる磁気記録材料や磁気スイッチ素子などの新規開発が考えられます。

　本研究成果は、英科学誌ネイチャー・ケミストリーに掲載されました。また、"News & Views" 欄でもハイライトされ、内容を象徴的に表す図が表紙を飾りました。

　詳細は京都大学ホームページをご覧ください。


遠景は、今回の研究でもちいた鉄酸化物の常圧の状態で、鉄原子（緑丸）がもつ
スピン（矢印）が上向き、下向きと交互に並んでいます。前景は、圧力をかけた状態で、
スピンの大きさが半分になるとともに全て上向きに整列します。

＜該当論文＞
[Article]
"Spin transition in a four-coordinate iron oxide"
T. Kawakami, Y. Tsujimoto, H. Kageyama, Xing-Qiu Chen, C. L. Fu, C. Tassel, A. Kitada, S. Suto, K. Hirama, Y. Sekiya, Y. Makino, T. Okada, T. Yagi, N. Hayashi, K. Yoshimura, S. Nasu, R. Podloucky & M. Takano
Nature Chemistry 1, 371 - 376 (2009)
Published online: 20 July 2009 | doi:10.1038/nchem.289

[News & Views]
"Magnetic materials: A striking transition"
Myung-Hwan Whangbo & Jürgen Köhler
Nature Chemistry 1, 351 - 352 (2009)
doi:10.1038/nchem.308

＜関連記事・報道＞ に掲載されました。

※１　"Infinite-layer iron oxide with a square-planar coordination"
Y. Tsujimoto, C. Tassel, N. Hayashi, T. Watanabe, H. Kageyama, K. Yoshimura, M. Takano, M. Ceretti, C. Ritter & W. Paulus
Nature 450, 1062-1065 (13 December 2007) | doi:10.1038/nature06382