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研究室情報

特任教員

研究室名 竹内秀夫特任教授   
研究室スタッフ 竹内秀夫(特任教授) 
研究室概略 結晶中に存在する磁性イオンの量子物理学的研究
研究室紹介 結晶中に存在する磁性イオンの量子物理学的研究
 希土類元素や鉄族元素を,フッ化物・塩化物・酸化物等のイオン結晶に微量添加して成長させた単結晶では,これらの元素が母体結晶の陽イオンに置換することがある.置換した元素は,取り囲む陰イオンからの配位子場を受けて,結晶中に孤立した錯体(磁性中心)を形成する.特定の磁性中心を特定の濃度で結晶中に生成する技術を開発することは,結晶作成の制御や磁性中心自体の種々の分野への応用を考えるとき重要であるが,そのためには,磁性元素や母体結晶を変えて生成した中心の構造や生成の機構を系統的に調べ,明らかにしていく必要がある. これまで,磁性中心の形成機構とそれらの電子状態を解明するため,イオン結晶の中でも基本的構造をもつペロヴスカイト型結晶および関連した六方晶BaTiO3型結晶や六方晶CsNiCl3型結晶を母体として選び,主として電子スピン共鳴(Electron Spin Resonance; 略してESR)の実験手法を用いて研究を進めてきた. 
 希土類イオンの中でもGd3+イオンは,室温でESRの観測が可能な希な希土類イオンであり,三価希土類イオンのイオン半径 (0.86-1.07Å)のほぼ平均の大きさに近いイオン半径(0.97Å)をもつ.このため,Gd3+イオンの錯体は他の三価希土類イオンの形成する結晶中錯体の構造や生成機構のモデルとなりうると期待でき,Gd3+イオン錯体の電子状態および生成機構を解明することは重要と考えられるので,最近は特にその研究に重点をおいて進めてきている.また、それと関連して、これまで電子スピン共鳴による研究報告が少ないDy3+イオンの実験研究に取り組んできた.
 得られたスピン・ハミルトニアン・パラメータと磁性中心の局所構造との関係を探る方法として,2体イオン間の中心力ポテンシャルを用いる手法がある.そのためのフッ化物と塩化物を統一的に扱えるようなモデル・パラメータを見出すべく,すでに得られている磁性中心のデータを用いて調べている.
 特任教授となってからは,電子スピン共鳴装置を用いた学内利用者の研究を促進するために,「電子スピン共鳴実験の方法と理論」のテキストを作成し,随時,研究説明会を開催している.また,得られたスペクトルの角度変化を図表示してBMP fileに保存したりスペクトルから自動的に共鳴磁場を抽出することができるソフトウエアの開発も並行しておこなっている.
主な研究テーマ ・フッ化物・塩化物中の磁性中心構造の統一的中心力ポテンシャルによる研究
・電子スピン共鳴(ESR)研究のためのソフトウエアの開発とESR解説資料の作成
研究室HP
個別研究テーマ
テーマ 研究者
フッ化物・塩化物中の磁性中心構造の統一的中心力ポテンシャルによる研究(Study of structures of magnetic centers in fluorides and chlorides by consistent central force potential) 竹内秀夫
電子スピン共鳴(ESR)研究のためのソフトウエアの開発とESR解説資料の作成(Development of softwares and making notes for Electron Spin Resonance (ESR) researchers) 竹内秀夫

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