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Research

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Recent Topics

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■　Iron Oxides with Square Planar Coordination

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We recently found that a low-temperature topochemical reaction by calcium hydride as a reductant provides unique access to iron oxides with square-planar coordination.

　SrFeO3 + CaH2 → SrFeO2 + CaO + H2
　Sr3Fe2O7 + 2CaH2 → Sr3Fe2O5 + 2CaO + 2H2

Surprisingly, the Fe(II)O4 sqaure-planar geometry is more strongly bonded than any known Fe(II) oxides, thus one expects to obtain novel functionalities that can work at ambient conditions. SrFeO2 exhibits a spin transition for the first time for a four-coordinated metal.

Nature (2007)
Angew. Chem. Int. Ed. (2008)
J. Am. Chem. Soc. (2008)
J. Am. Chem. Soc. (2008)
Nature Chemistry (2009)
Nature Chemistry (2010)


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■　Complex Anion Chemistry

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Under construction

今までの酸化物の化学は、複数のカチオンの組合せの化学といっても過言でありません。これに対し私たちは、低温合成法を使うことで複数のアニオンを含む新 物質の開拓に挑みます。例えば，低温イオン交換反応によって，磁性のない酸化物 (O) から２次元磁性をもつ酸塩化物 (O, Cl) への変換に成功しました。

J. Phys. Soc. Jpn (2005)
J. Phys. Soc. Jpn (2006)
J. Phys. Soc. Jpn. (2007)
J. Phys. Soc. Jpn (2007)
J. Phys. Soc. Jpn. (2008)
Phys. Rev. B (2009)
J. Phys. Soc. Jpn. (2010)


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■　High Temperature Superconductivity

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Under construction

室温超伝導体が現在の電力ケーブルに置き換われば、温室効果ガス排出量が数十パーセント削減するといわれています。現在の転移温度の世界記録はまだマイナ ス140℃です。２００９年度に採択された超伝導関連の大型プロジェクトで、私たちは新物質開発を担当しており、この究極の夢に挑戦しています。


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■　Oxide Nanosheets

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Under construction

酸化物ナノシートとは、厚さ方向のみがナノの大きさの究極の２次元酸化物のことです．この次元性の効果によって新しい機能物性が期待されています。酸化物 ナノシートの合成には従来は複雑な過程や時間、コストを必要としましたが、私たちはマンガン酸化物ナノシートを室温，数時間で合成する方法を開発しまし た。この新手法では、１枚の層のみからなる“モノ”シートが高い收率で得られます。現在は，有機無機ナノシートなどへの展開を図っています。

J. Am. Chem. Soc. (2008)


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■　Frustration in a Quantum Magnet

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Under construction

フラストレーション（競合）系は、磁性体でもあっても磁気秩序を示さないなどの不思議な現象を示すことが知られています。１９９８年に発見したSrCu2(BO3)2の銅（丸）の格子は、理論家シャストリー、サザーランドが１９８１年に考察した厳密模型と等価であることがわかり、また、磁化プラトーなどの巨視的量子現象が発見されたことから大きな注目を集めました。

Phys. Rev. Lett. (1999)
Phys. Rev. Lett. (2000)
Phys. Rev. Lett. (2000)
Phys. Rev. Lett. (2001)
Phys. Rev. Lett. (2001)
Phys. Rev. Lett. (2001)
Science (2002)
Phys. Rev. Lett. (2008)