Name

KATSUFUJI, Takuro

Official Title

Professor

AffiliationFaculty of Science and Engineering

(School of Advanced Science and Engineering)

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katsuf@waseda.jp

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http://www.f.waseda.jp/katsuf/lab/index.htm

Grant-in-aids for Scientific Researcher Number
00272386

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Sub-affiliation

Faculty of Science and Engineering(School of Science and Engineering)

Faculty of Science and Engineering(Graduate School of Advanced Science and Engineering)

Affiliated Institutes

理工学総合研究センター

兼任研究員 2002-2006

材料技術研究所

兼任研究員 2005-2006

理工学術院総合研究所(理工学研究所)

兼任研究員 2006-

光科学研究所

研究所員 2010-2014

自己組織系物理ホリスティック研究所

研究所員 2009-2014

ホリスティック物理学研究所

研究所員 2015-

Educational background・Degree

Educational background

-1991 University of Tokyo Faculty of Science
-1995 University of Tokyo Graduate School, Division of Science

Research Field

Grants-in-Aid for Scientific Research classification

Mathematical and physical sciences / Physics / Condensed matter physics II

Paper

Trimerization and orbital ordering in Ba1−xSrxV13O18

T. Kajita, Y. Obata, Y. Kakesu, Y. Imai, Y. Shmizu, M. Itoh, H. Kuwahara, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 96(24) p.2451262017/12-

DOI

Inhomogeneous electronic states associated with charge-orbital order/disorder in BaV10O15 probed by photoemission spectromicroscopy

T. Yoshino, K. Wakita, E. Paris, A. Barinov, T. Kajita, T. Katsufuji, V. Kandyba, T. Sugimoto, T. Yokoya, N. L. Saini, and T. Mizokawa

Phys. Rev. B 96p.115161 - 1151612017/09-

Photoinduced phase transitions over three phases in Ba0.9Sr0.1V13O18

T. Saiki, N. Yamaguchi, Y. Obata, Y. Kakesu, T. Kajita, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 96(3) p.0351332017/07-

Variety of elastic anomalies in an orbital-active nearly itinerant cobalt vanadate spinel

T.Watanabe, S. Yamada, R. Koborinai, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 96(1) p.0144222017/07-

Anomalous relaxation behavior in the resistivity and magnetization of La5 Mo4 O16

Y. Mizuno, T. Hasegawa, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 95p.2244362017/06-

DOI

Time-of-Flight Elastic and Inelastic Neutron Scattering Studies on the Localized 4d Electron Layered Perovskite La5Mo4O16

K. Iida, R. Kajimoto, Y.Mizuno, K.Kamazawa, Y.Inamura, A. Hoshikawa, Y. Yoshida, T. Matsukawa, T.Ishigaki, Y. Kawamura, S. Ibuka, T. Yokoo, S. Itoh and T. Katsufuji

J. Phys. Soc. Jpn. 86p.0648032017/05-

Orbital reorientation in MnV2O4 observed by V NMR

E. Jo, S. Park,J. Lee, S. Lee, J. H. Shim, T. Suzuki and T. Katsufuji

Sci. Rep. 7p.21782017/05-

DOI

Electronic properties of Ba1−xSrxV13O18 (x=0,0.2,1) studied using hard x-ray photoelectron spectroscopy

Phys. Rev. B 95(19) p.1951162017/05-

DOI

Unusual valence state and metal-insulator transition in BaV10O15 probed by hard x-ray photoemission spectroscopy

Yoshino, T.; Okawa, M.; Kajita, T.; Dash, S.; Shimoyama, R.; Takahashi, K.; Takahashi, Y.; Takayanagi, R.; Saitoh, T.; Ootsuki, D.; Yoshida, T.; Ikenaga, E.; Saini, N. L.; Katsufuji, T.; Mizokawa, T.

Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 95(7) 2017/02-2017/02

DOIScopus

Detail

ISSN:10980121

Outline:© 2017 American Physical Society.We have studied the electronic structure of BaV10O15 across the metal-insulator transition with V trimerization by means of hard-x-ray photoemission spectroscopy (HAXPES) and mean-field calculations. The V 2p HAXPES indicates V2.5+-V3+ charge fluctuation in the metallic phase, and V2+-V3+ charge order in the insulating phase. The V2.5+-V3+ charge fluctuation is consistent with the mean-field solution where a V 3d a1g electron is shared by two V sites with face-sharing VO6 octahedra. The valence-band HAXPES of the metallic phase exhibits pseudogap opening at the Fermi level associated with the charge fluctuation, and a band gap ∼200 meV is established in the insulating phase due to the switching of charge correlation.

Reversible single-crystal-to-single-crystal phase transition of chiral salicylidenephenylethylamine

Takanabe, Akifumi; Katsufuji, Takuro; Johmoto, Kohei; Uekusa, Hidehiro; Shiro, Motoo; Koshima, Hideko; Asahi, Toru; Asahi, Toru

Crystals 7(1) 2017/01-2017/01

DOIScopus

Detail

Outline:© 2016 by the author; licensee MDPI, Basel, Switzerland.The chiral crystal of enantiomeric (S)-N-3,5-di-tert-butylsalicylidene-1-phenylethylamine in the enol form [enol-(S)-1] undergoes a reversible single-crystal-to-single-crystal (SCSC) phase transition at Tc ≈ 3 °C from the room temperature α-form in orthorhombic space group P212121 (Zʹ = 1) to the low temperature β-form in the monoclinic space group P21 (Zʹ = 2) with a thermal hysteresis of approximately 1.7 °C. A detailed comparison of the crystal structures of the α-and β-forms revealed that the 5-tert-butyl group of one molecule in the asymmetric unit of the β-form rotated by ca. 60°, and the dihedral angle between the phenyl and salicyl planes increased slightly in the β-form crystal. However, the changes in the molecular conformation and packing arrangement are small, which leads to the reversible SCSC phase transition with no destruction of the crystal lattice. The dielectric constant along the b-axis was small, probably due to the weak intermolecular interactions in the crystals.

Photoinduced dynamics in doped Mott insulators with polaronic conduction: Ba2Ti13O22 and BaxTi8O16

N. Yamaguchi, A. Furuhashi, H. Nishihara, R. Murata, K. Takayama, and T. Katsufuji

Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 94(4) p.0451192016/07-

Magnetic field and in situ stress dependence of elastic behavior in EuTiO3 from resonant ultrasound spectroscopy

Schiemer, Jason; Spalek, Leszek J.; Spalek, Leszek J.; Saxena, Siddharth S.; Panagopoulos, Christos; Panagopoulos, Christos; Katsufuji, Takuro; Bussmann-Holder, Annette; Köhler, Jürgen; Carpenter, Michael A.

Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 93(5) p.0541082016/02-2016/02

DOIScopus

Detail

ISSN:10980121

Outline:© 2016 American Physical Society. Magnetoelectric coupling phenomena in EuTiO3 are of considerable fundamental interest and are also understood to be key to reported multiferroic behavior in strained films, which exhibit distinctly different properties to the bulk. Here, the magnetoelastic coupling of EuTiO3 is investigated by resonant ultrasound spectroscopy with in situ applied magnetic field and stress as a function of temperature ranging from temperatures above the structural transition temperature Ts to below the antiferromagnetic ordering temperature Tn. One single crystal and two polycrystalline samples are investigated and compared to each other. Both paramagnetic and diamagnetic transducer carriers are used, allowing an examination of the effect of both stress and magnetic field on the behavior of the sample. The properties are reported in constant field/variable temperature and in constant temperature/variable field mode where substantial differences between both data sets are observed. In addition, elastic and magnetic poling at high fields and stresses at low temperature has been performed in order to trace the history dependence of the elastic constants. Four different temperature regions are identified, characterized by unusual elastic responses. The low-temperature phase diagram has been explored and found to exhibit rich complexity. The data evidence a considerable relaxation of elastic constants at high temperatures, but with little effect from magnetic field alone above 20 K, in addition to the known low-temperature coupling.

Orbital Glass State of the Nearly Metallic Spinel Cobalt Vanadate

R. Koborinai, S. E. Dissanayake, M. Reehuis, M. Matsuda, T. Kajita, H. Kuwahara, S.-H. Lee, and T. Katsufuji

Phys. Rev. Lett. Peer Review Yes 116(3) p.0372012016/01-

Universal Behaviors of the Phonon Thermal Conductivity Associated with Charge/Orbital Ordering in Transition-Metal Oxides

Katsufuji Takuro;Okuda Tetsuji;Murata Ryuichi;Kanzaki Tatsuya;Takayama Kota;Kajita Tomomasa

Journal of the Physical Society of Japan Peer Review Yes 85(1) p.0137032015/12-

CiNii

Detail

ISSN:0031-9015

Electronic phase transition in hollandite titanates BaxTi8O16+δ

R. Murata, T. Sato, T. Okuda, Y. Horibe, H. Tsukasaki, S. Mori, N. Yamaguchi, K. Sugimoto, S. Kawaguchi, M. Takata, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B Peer Review Yes 92(22) p.220408(R)2015/12-

Coupling between Mott excitation and d−d transitions in CoV2O4

H. Nishihara, A. Furuhashi, N. Yamaguchi, R. Koborinai, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 92(14) p.140401(R)2015/10-

Long-time relaxation of the magnetization in a pure crystal magnet La5Mo4O16

T. Konishi, K. Kobayashi and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 92(2) p.020419(R)2015/07-

Magnetoelastic relaxations in EuTiO3

J. Schiemer, L. J. Spalek, S. S. Saxena, C. Panagopoulos, T. Katsufuji and M. A. Carpenter,

Europhys. Lett. 109(5) p.570042015/03-

Magnetoresistance in a doped Mott-Hubbard system: RTiO3

T. Ito, Y. Shimada, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 91(2) p.0244112015/01-

Comparative studies of the thermal conductivity of spinel oxides with orbital degrees of freedom

Y. Ishitsuka, T. Ishikawa, R. Koborinai, T. Omura, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 90(22) p.2244112014/12-

Elastic and anelastic relaxations associated with phase transitions in EuTiO3

L. J. Spalek, S. S. Saxena, C. Panagopoulos, T. Katsufuji, J. A. Schiemer and M. A. Carpenter

Phys. Rev. B 90(5) p.0541192014/08-

Anomalous metallic ground state in BaV13O18

T. Kanzaki, J. Fujioka, Y. Tokura, H. Kuwahara, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 89(14) p.140401(R)2014/04-

Effect of Offstoichiometry on the Physical Properties of Sr2VO4

T. Ueno, J. Kim, M. Takata, and T. Katsufuji

J. Phys. Soc. Jpn. 83(3) p.0347082014/02-

Photoinduced dynamics of spinel MnV2O4

K. Takubo, Y. Onishi, A. Furuhashi, A. Nogami, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 88(21) p.2144162013/12-

Dynamic spin correlations in the frustrated cubic phase of MnV2O4

J.-H. Chung, Y.-S. Song, J.-H. Kim, T. Suzuki, T. Katsufuji, M. Matsuda, and S.-H. Lee

Phys. Rev. B 88(9) p.0944302013/09-

Photoinduced dynamics in spinel and pyrochlore vanadates as Mott-Hubbard insulators with magnetic ordering

A. Furuhashi, H. Nishihara, K. Takubo, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 88(6) p.060410(R)2013/08-

Electronic Phase Transition and an Anomalous Ordered Phase in Ba2Ti13O22 with 3d1 Ions on a Triangle-Based Lattice

K. Takayama, T. Koyama, S. Mori, K. Kato, M. Takata, J. Fujioka, Y. Tokura, J. Miyazaki, and T. Katsufuji

Phys. Rev. Lett. 110(19) p.1964052013/05-

Low Temperature Structural Instability of Tetragonal Spinel Mn3O4

J.-H. Chung, K. H. Lee, Y.-S. Song, T. Suzuki, and T. Katsufuji

J. Phys. Soc. Jpn. 82(3) p.0347072013/03-

Moving Domain Boundary and the Spontaneous Flow of Thermal Current Controlled by Magnetic Field in Spinel MnV2O4

T. Katsufuji, T. Ishikawa, and Y. Ishitsuka

J. Phys. Soc. Jpn. 82(3) p.0346022013/03-

Temperature Dependence of the Photoinduced Dynamics on the Cleaved Surface of BaV10O15

A. Nogami, T. Kanzaki, A. Furuhashi, and T. Katsufuji

J. Phys. Soc. Jpn. 82(3) p.0347132013/03-

Change of the optical conductivity spectra with orbital and spin ordering in spinel MnV2O4

T. Katsufuji, T. Takubo, and T. Suzuki

Phys. Rev. B 87(5) p.0544242013/02-

Electric field modulation of the tetragonal domain orientation revealed in the magnetic ground state of quantum paraelectric EuTiO3

A. P. Petrovic, Y. Kato, S. S. Sunku, T. Ito, P. Sengupta, L. Spalek, M. Shimuta, T. Katsufuji, C. D. Batista, S. S. Saxena, and C. Panagopoulos

Phys. Rev. B 87(6) p.0641032013/02-

Giant magnetic anisotropy in Mn3O4 investigated by 55Mn2+ and 55Mn3+ NMR

C. Kim, E. Jo, B. Kang, S. Kwon, S. Lee, J. H. Shim, T. Suzuki and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 86(22) p.2244202012/12-

EuTiO3 magnetic structure studied by neutron powder diffraction and resonant x-ray scattering

V. Scagnoli, M. Allieta, H. Walker, M. Scavini, T. Katsufuji, L. Sagarna, O. Zaharko, and C. Mazzoli

Phys. Rev. B 86(9) p.0944322012/09-

Orbital states of V trimers in BaV10O15 detected by resonant x-ray scattering

K. Takubo, T. Kanzaki, Y. Yamasaki, H. Nakao, Y. Murakami, T. Oguchi and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 86(8) p.0851412012/08-

Orbital fluctuations in spinel Mn(V1-xAlx)2O4 studied by thermal conductivity measurements

T. Omura, T. Ishikawa, Y. Ishitsuka, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 86(5) p.0544362012/08-

Infrared phonon anomalies and orbital ordering in single-crystalline MnV2O4 spinel

K. Myung-Whun, S. Y. Jang, T. Katsufuji, and A. V. Boris

Phys. Rev. B 85(22) p.2244232012/06-

Role of intrinsic disorder in the structural phase transition of magnetoelectric EuTiO3

M. Allieta, M. Scavini, L. J. Spalek, V. Scagnoli, H. C. Walker, C. Panagopoulos, S. S. Saxena, T. Katsufuji, and C. Mazzoli

Phys. Rev. B 85(18) p.1841072012/05-

Change of phonon Raman spectra with V trimerization in BaV10O15

T. Kanzaki, R. Kubota, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 85(14) p.1444102012/04-

Charge-gap formation in the insulating states of AV10O15 (A = Ba, Sr)

M. Hoshino, T. Kajita, T. Kanzaki, M. Uchida, Y. Tokura, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 85(8) p.0851062012/02-

Thermal Rectification in the Vicinity of a Structural Phase Transition

W. Kobayashi, D. Sawaki, T. Omura, T. Katsufuji, Y. Moritomo, and I. Terasaki

Appl. Phys. Express 5(2) p.0273022012/02-

Dynamics of photoinduced phenomena in AV10O15 (A = Ba, Sr)

A. Nogami, K. Takubo, T. Kajita, M. Hoshino, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 84(21) p.2144422011/12-

Evolution of phonon Raman spectra with orbital ordering in spinel MnV2O4

K. Takubo, R. Kubota, T. Suzuki, T. Kanzaki, S. Miyahara, N. Furukawa, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 84(9) p.0944062011/09-

Spin-singlet trimer state induced by competing orbital order in triangular-lattice BaV10O15

Y. Shimizu, K. Matsudaira, M. Itoh, T. Kajita, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 84(6) p.0644212011/08-

Competition between vanadium tetramerization and trimerization in Ba1-xSrxV13O18

M. Ikeda, T. Okuda, K. Kato, M. Takata, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 83(13) p.1344172011/04-

Spin-doping effect on the electronic structure of Sr1-(x+y)Lax+yTi1-xCrxO3

T. Saitoh , H. Iwasawa, K. Kurahashi, Y. Nakano, T. Katsufuji, I. Hase, K. Shimada, H. Namatame, and M. Taniguchi

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 184(3_6) p.2322011/04-

High-temperature interlayer magnetoresistance in La5Mo4O16

K. Kobayashi, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 83(10) p.100411(R)2011/03-

Magnetic susceptibility and specific heat of a spinel MnV2O4 single crysta

K. Myung-Whun, J. S. Kim, T. Katsufuji, and R. K. Kremer

Phys. Rev. B 83(2) p.0244032011/01-

Chemical doping-induced flop of ferroelectric polarization in multiferroic Mn0.9Co0.1WO4

Y.-S. Song, LQ Yan, B. Lee, SH Chun, KH Kim, SB Kim, A. Nogami, T. Katsufuji, J. Schefer, and J.-H. Chung

Phys. Rev. B 82(21) p.2144182010/12-

Phase transitions and the role of vanadium t2gstates in AV13O18(A=Sr,Ba)

M. Ikeda, Y. Nagamine, S. Mori, J. E. Kim, K. Kato , M. Takata, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 82(10) p.104415(R)2010/09-

Crossover behavior of the crystal structure and the relation to magnetism in perovskite RTiO3

K. Takubo, M. Shimuta, J. E. Kim, K. Kato, M. Takata, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 82(2) p.020401(R)2010/07-

Formation of a Three-Dimensional Network of V Trimers in A2V13O22 (A = Ba, Sr)

J. Miyazaki, K. Matsudaira, Y. Shimizu, M. Itoh, Y. Nagamine, S. Mori, J. E. Kim, K. Kato, M. Takata, and T. Katsufuji

Phys. Rev. Lett. 104(20) p.2072012010/05-

Opening of a charge gap with V trimerization in BaV10O15

T. Kajita, T. Kanzaki, T. Suzuki, J. E. Kim, K. Kato, M. Takata, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 81(6) p.060405(R)2010/02-

Large off-diagonal magnetoelectric coupling in the quantum paraelectric antiferromagnet EuTiO3

V. V. Shvartsman, P. Borisov, W. Kleemann, S. Kamba, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 81(6) p.0644262010/02-

Frustrated Magnetism and Cooperative Phase Transitions in Spinels

S.-H. Lee, H. Takagi, D. Louca, M. Matsuda, S. Ji, H. Ueda, Y. Ueda, T. Katsufuji, J.-H. Chung, S. Park, S.-W. Cheong, and C. Broholm

J. Phys. Soc. Jpn. 79(1) p.0110042010/01-

Study of Dynamics in Inhomogeneous States by Temperature-Modulated Optical Reflectivity Measurement: Application to Perovskite Manganites

Masuzawa, Junichi;Saiki, Yuki;Suzuki, Takehito;Katsufuji, Takuro

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 79(1) p.0147042010-2010

DOIWoS

Detail

ISSN:0031-9015

Electronic structure of Sr0.8-yLa0.2+yTi0.8Cr0.2O3 studied by photoemission spectroscopy and first-principles band structure calculations

H. Iwasawa, S. Kaneyoshi, K. Kurahashi, T. Saitoh, I. Hase, T. Katsufuji, K. Shimada, H. Namatame, and M. Taniguchi

Phys. Rev. B 80(12) p.1251222009/09-

Optical Study of the Accumulated Charge in the Amorphous InGaZnO4Thin-Film Transistor

A. Kato, Y. Uesu, and T. Katsufuji

J. Phys. Soc. Jpn 77(9) p.0937062009/09-

Impact of orbital degrees of freedom on geometrical frustration in the kagome-like magnet SrVxGa12-xO19

J. Miyazaki, T. Sonehara, D. Akahoshi, H. Kuwahara, J. E. Kim, K. Kato, M. Takata, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 79(18) p.180410(R)2009/05-

Direct observation of a repeatable change in electronic states with applied electric voltage pulses in the metal-insulator-metal structure

K. Azumi, K. Aoyama, S. Asanuma, Y. Uesu, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 79(12) p.121101(R)2009/03-

Second Harmonic Generation from Multiferroic MnWO4

A. Nogami, T. Suzuki, T. Katsufuji

J. Phys. Soc. Jpn. 77(11) p.1150012008/11-

Spin-singlet formation in the geometrically frustrated spinel oxide AlV2O4: 51V and 27Al NMR measurements

Y. Shimizu, M. Tanaka, M. Itoh, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 78(14) p.1444232008/10-

Magnetodielectric properties of spin-orbital coupled system Mn3O4

T. Suzuki, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 77(22) p.220402(R)2008/06-

Structural and Magnetic Properties of Spinel FeV2O4 with Two Ions Having Orbital Degrees of Freedom

T. Katsufuji, T. Suzuki, H. Takei, M. Shingu, K. Kato, K. Osaka, M. Takata, H. Sagayama, T. Arima

J. Phys. Soc. Jpn. 77(5) p.537082008/05-

Magnetic impurities and itinerant carriers in doped SrTiO3: Anomalous Hall resistivity

D. Satoh, K. Okamoto, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 77(12) p.121201(R)2008/03-

Magnetic excitations and orbital physics in the ferrimagnetic spinels MnB2O4 (B=Mn,V)

J.-H. Chung,J.-H. Kim, S.-H. Lee,T. J. Sato,T. Suzuki, M. Katsumura,T. Katsufuji

Phys. Rev. B 77(5) p.544122008/02-

Nonvolatile memory effect of capacitance in polycrystalline spinel vanadate

H. Takei, T. Suzuki, T. Katsufuji

Appl. Phys. Lett. 91(7) p.725062007/08-

Correlation between magnetic, dielectric properties and crystal structure in MnT2O4 (T=V, Cr, Mn)

T. Suzuki, K. Adachi, T. Katsufuji

Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310(2) p.780 - 7812007/03-

Independent control of charge and spin density in Sr1-(x-y) La x+y Ti 1-x Cr x O3 probed by photoemission spectroscopy

S. Kaneyoshia, H. Iwasawa, T. Saito, Y. Aiura, D. Sato, T. Katsufuji, I. Hase, M. Higashiguchi, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, M. Kubota, K. Ono

Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310(2) p.E278 - E2802007/03-

Ab initio calculation of charge- and spin-controlled Sr1-x-y La x+y Ti 1-x Cr xO 3

I. Hase, T. Saitoh, T. Katsufuji

Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310(2) p.E281 - E2822007/03-

Doping Effect on Ferroelectric Microstructure in YMn1-x Ti x O 3

S. Mori, J. Tokunaga, Y. Horibe, T. Asada, Y. Koyama, T. Katsufuji

Ferroelectrics 348p.170 - 1762007/03-

Orbital ordering and magnetic field effect in MnV2O4

T. Suzuki, M. Katsumura, K. Taniguchi, T. Arima, T. Katsufuji

Phys. Rev. Lett. 98(12) p.1272032007/03-

Dynamical specific heat of two-phase coexistence in RMnO3

T. Nomura, J. Masuzawa, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 74(22) p.220403(R)2006/12-

Transport, magnetic, and structural properties of spinel MnTi2O4 and the effect of V doping

T. Sonehara, K. Kato, K. Osaka, M. Takata, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 74(10) p.1044242006/09-

Magnetic-field switching of crystal structure in spinel MnV2O4

T. Katsufuji, K. Adachi, T. Suzuki, M. Katsumura

Physica B 383p.13 - 152006/08-

Spin-dependent charge dynamics of an orbital-spin-coupled system: Yb2V2O7

K. Waku, T. Suzuki, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 74p.0244022006/07-

Electric-field-induced resistance switching universally observed in transition-metal-oxide thin films

M. Hamaguchi, K. Aoyama, S. Asanuma, Y. Uesu, T. Katsufuji

Appl. Phys. Lett. 88p.1425082006/04-

Erratum:Spontaneous formation of vanadium "molecules" in a geometrically frustrated crystal: AlV2O4 (vol 96, pg 086406, 2006)

Y. Horibe, M. Shingu, K. Kurushima, H. Ishibashi, N. Ikeda, K. Kato, Y. Motome, N. Furukawa. S. Mori, and T. katsufuji

Phys. Rev. Lett. 96p.1699012006/04-

Spontaneous formation of vanadium "molecules" in a geometrically frustrated crystal: AlV2O4

Y. Horibe, M. Shingu, K. Kurushima, H. Ishibashi, N. Ikeda, K. Kato, Y. Motome, N. Furukawa, S. Mori, T. Katsufuji

Phys. Rev. Lett. 96p.0864062006/03-

Electronic structure of charge- and spin-controlled Sr1-(x+y)Lax+yTi1-xCrxO3

H. Iwasawa, K. Yamakawa, T. Saitoh, J. Inaba, T. Katsufuji, M. Higashiguchi, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi

Phys. Rev. Lett. 96p.0672032006/02-

Magnetocapacitance effect and related microstrucuture in Ti-doped YMnO3

S. Mori, J. Tokunaga, Y. Horibe, Y. Aikawa, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 72p.2244342005/12-

Magnetic-field switching of crystal structure in an orbital-spin-coupled system: MnV2O4

K. Adachi, T. Suzuki, K. Kato, K. Osaka, M. Takata, T. Katsufuji

Phys. Rev. Lett. 95p.1972022005/11-

Structural phase transition and domain structures in YMn1-xTixO3

S. Mori, J. Tokunaga, Y. Horibe, Y. Aikawa, T. Katsufuji

Jpn. J. Appl. Phys. 44(9B)p.7174 - 71762005/09-

Large magnetoresistance in spin- and carrier-doped SrTiO3

J. Inaba, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 72p.0524082005/08-

Dynamics of the charge-spin interplay in a perovskite manganite

K. Waku, T. Suzuki, T. Nomura, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 72p.0124182005/07-

Soft X-ray photoemission study of CaB6

Sekiyama, A.; Sasabayashi, T.; Higashiya, A.; Fujiwara, H.; Imada, S.; Taniguchi, K.; Takagi, H.; Katsufuji, T.; Kitazawa, K.; Kitazawa, K.; Suga, S.

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 144-147p.659 - 6612005/06-2005/06

DOIScopus

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ISSN:03682048

Outline:We have performed the soft X-ray photoemission and absorption studies of CaB6. The crystal field splitting in the Ca 3d levels is estimated as 0.65 eV from the analysis of the Ca 2p X-ray absorption spectrum. It is found that the surface Ca 2p contribution is seen at the lower binding energy side of the bulk Ca 2p peak in the core-level spectra. The Ca 2p-3d resonance photoemission shows the clear enhancement of the spectral weight in the vicinity of the Fermi level. © 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effect of Mn trimerization on the magnetic and dielectric properties of hexagonal YMnO3

Y. Aikawa, T. Katsufuji, T. Arima, K. Kato

Phys. Rev. B 71p.1844182005/05-

Magnetocapacitance in geometrically frustrated magnet ZnFe2O4

T. Suzuki, Y. Aikawa, and T. Katsufuji

J. Phys. Soc. Jpn. 74p.863 - 8662005/03-

Doping effect on the charge ordering in AlV2O4

Y. Horibe, K. Kurushima, S. Mori, T. Asada, Y. Koyama, M. Shingu, T. Katsufuji

Phys. Rev. B 71p.0524112005/02-

Ferroelectric domains in hexagonal YMnO3

Mori, S.; Horibe, Y.; Katsufuji, T.

Journal of the Korean Physical Society 46(1) p.37 - 392005/01-2005/01

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ISSN:03744884

Outline:In order to clarify the microstructure related to the ferroelectric properties in multi-ferroic YMnO3, we carefully examined the ferroelectric-domain configuration by transmission electron microscopy (TEM). It was found that ferroelectric domains in YMnO3 consist of six anti-phase domains at room temperature. On warming from room temperature, the ferroelectric-domain configuration changes into one consisting of three anti-phase domains around 738 K. In addition, the ferroelectric domains in YMnO3 change drastically into microdomains with a size of 10-20 nm by substitution of Ti ions for some of the Mn ones.

Charge dynamics of Ca2-xNaxCuO2Cl2 as a correlated electron system with the ideal tetragonal lattice

K. Waku, T. Katsufuji, Y. Kohsaka, T. Sasagawa, H. Takagi, H. Kishida, H. Okamoto, M. Azuma, M. Takano

Phys. Rev. B 70p.1345012004/10-

Raman study of the metal-insulator transition in pyrochlore Mo oxides

K. Taniguchi, T. Katsufuji, S. Iguchi, Y. Taguchi, H. Takagi, and Y. Tokura

Phys. Rev. B 70p.1004012004/09-

Electric-pulse-induced reflectance change in the thin film of perovskite manganite

K. Aoyama, K. Waku, A. Asanuma, Y. Uesu, and T. Katsufuji

Appl. Phys. Lett. 85p.1208 - 12102004/08-

Universal charge transport of the Mn oxides in the high temperature limit

W. Kobayashi, I. Terasaki, M. Mikami, R. Funahashi, T. Nomura, and T. Katsufuji

J. Appl. Phys. 95p.6825 - 68272004/06-

Magnetocapacitance and spin fluctuations in the geometrically frustrated magnets R2Ti2O7 (R = rare earth)

T. Katsufuji and H. Takagi

Phys. Rev. B 69p.0644222004/02-

Unconventional spin fluctuations in the hexagonal antiferromagnet YMnO3

T. J. Sato, S. H. Lee, T. Katsufuji, M. Masaki, S. Park, J. R. D. Copley, and H. Takagi

Phys. Rev. B 68p.0144322003/07-

Neutron scattering study of the charge and the magnetic ordering in La2−xSrxNiO4

Y. Oohara, R. Kajimoto, T. Kakeshita, H. Yoshizawa, T. Tanabe, T. Katsufuji, K. Ishizaka, Y. Taguchi, and Y. Tokura

Physica B 329p.725 - 7262003/05-

Charge ordering and spin frustration in AlV2-xCrxO4

K. Matsuno, T. Katsufuji, S. Mori, M. Nohara, A. Machida, Y. Moritomo, K. Kato, E. Nishibori, M. Takata, M. Sakata, K. Kitazawa, and H. Takagi

Phys. Rev. Lett. 90p.0964042003/03-

Microscopic phase separation and ferromagnetic microdomains in Cr-doped Nd0.5Ca0.5MnO3

S. Mori, R. Shoji, N. Yamamoto, T. Asaka, Y. Matsui, A. Machida, Y. Moritomo, and T. Katsufuji

Phys. Rev. B 67p.0124032003/01-

Optical probe of charge-spin-lattice dynamics in half-doped La1.5Sr0.5NiO4

K. Yamamoto, K. Ishizaka, E. Saitoh, S. Shinomori, T. Tanabe, T. Katsufuji, and Y. Tokura

Phys. Rev. B 67p.0144142003/01-

Stripe order in highly doped La2-xSrxNiO4

R. Kajimoto, T. Kakeshita, H. Yoshizawa, T. Tanabe, T. Katsufuji, and Y. Tokura

Appl. Phys. A 74p.1765 - 17692002/12-

Crystal structures and magnetic properties of hexagonal RMnO3 (R=Y, Lu, and Sc) and the effect of doping

T. Katsufuji, M. Masaki, A. Machida, M. Moritomo, K. Kato, E. Nishibori, M. Takata,

Phys. Rev. B 66p.1344342002/10-

Charge dynamics and the possibility of ferromagnetism in A1-xLaxB6 (A=Ca and Sr)

K. Taniguchi, T. Katsufuji, F. Sakai, H. Ueda, K. Kitazawa, and H. Takagi

Phys. Rev. B 66p.0644072002/08-

Photoemission spectral weight transfer and mass renormalization in the Fermi-liquid system La1-xSrxTiO3+y/2

T. Yoshida, A. Ino, T. Mizokawa, A. Fujimori, Y. Taguchi, T. Katsufuji, and Y. Tokura

Europhys. Lett. 59p.258 - 2642002/07-

Charge ordered state in the impurity-doped manganites

S. Mori, R. Shoji, N. Yamamoto, A. Machida, Y. Moritomo,and T. Katsufuji

J. Phys. Soc. Jpn. 71p.1280 - 12832002/05-

Strong self-phase modulation in planar chalcogenide glass waveguides

S. Spalter, H. Y. Hwang, J. Zimmermann, G. Lenz, T. Katsufuji, S-W. Cheong, and R. E. Slusher

Opt. Lett. 27p.363 - 3652002/03-

Phase separation and ferromagnetic transition in B-site substituted Nd1/2Ca1/2MnO3

A. Machida, Y. Moritomo, K. Ohoyama, T. Katsufuji, and A. Nakamura

Phys. Rev. B 65p.0644352002/02-

Far-infrared resonance in Sr2RuO4

M. G. Hildebrand, M. Reedyk, T. Katsufuji, and Y. Tokura

Phys. Rev. Lett. 87p.2270022001/11-

Hole concentration dependence of the ordering process of the stripe order in La2-xSrxNiO4

R. Kajimoto, T. Kakeshita, H. Yoshizawa, T. Tanabe, T. Katsufuji, and Y. Tokura

Phys. Rev. B 64p.1444322001/10-

Dielectric and magnetic anomalies and spin frustration in hexagonal RMnO3 (R=Y, Yb, and Lu)

T. Katsufuji, S. Mori, M. Masaki, Y. Moritomo, N. Yamamoto, and H. Takagi

Phys. Rev. B 64p.1044192001/09-

Coupling between magnetism and dielectric properties in quantum paraelectric EuTiO3

T. Katsufuji and H. Takagi

Phys. Rev. B 64p.0544152001/08-

Charge ordering in the geometrically frustrated spinel AlV2O4

K. Matsuno, T. Katsufuji, S. Mori, Y. Moritomo, A. Machida, E. Nishibori, M. Takata, M. Sakata, N. Yamamoto, and H. Takagi

J. Phys. Soc. Jpn. 70p.1456 - 14592001/06-

Nanoscale anisotropic structural correlations in the paramagnetic and ferromagnetic phases of Nd0.5Sr0.5MnO3

V. Kiryukhin, B. G. Kim, T. Katsufuji, J. P. Hill, and S-W. Cheong

Phys. Rev. B 63p.1444062001/04-

Chemical pressure control of exchange interaction in Mo pyrochlore

Y. Moritomo, S. Xu, A. Machida, T. Katsufuji, E. Nishibori, M. Takata, M. Sakata, and S-W. Cheong

Phys. Rev. B 63p.1444252001/04-

Phase separation and destabilization of the charge-ordered state in Cr-doped manganites

R. Shoji, S. Mori, N. Yamamoto, A. Machida, Y. Moritomo, and T, Katsufuji

J. Phys. Soc. Jpn. 70p.267 - 2712001/01-

Optical study on the doping and temperature dependence of the anisotropic electronic structure in bilayered manganites: La2-2xSr1+2xMn2O7 (0.3 <= x <= 0.5)

T. Ishikawa, K. Tobe, T. Timura, T. Katsufuji, and Y. Tokura

Phys. Rev. B 62p.12354 - 123622000/11-

Coexistence of two components in the optical spectra of CeTiO3.04 in the antiferromagnetic metallic phase

T. Katsufuji and Y. Tokura

Phys. Rev. B 62p.10797 - 108012000/10-

Charge ordering and chemical potential shift in La2-xSrxNiO4 studied by photoemission spectroscopy

M. Satake, K. Kobayashi, T. Mizokawa, A. Fujimori, T. Tanabe, T. Katsufuji, and Y. Tokura

Phys. Rev. B 61p.15515 - 155182000/06-

Raman spectroscopy of the charge-orbital ordering in layered manganites

K. Yamamoto, T. Kimura, T. Ishikawa, T. Katsufuji T, and Y. Tokura

Phys. Rev. B 61p.14706 - 147152000/06-

Anomalous magnetotransport properties of R2Mo2O7 near the magnetic phase boundary

T. Katsufuji, H. Y. Hwang, and S-W. Cheong

Phys. Rev. Lett. 84p.1998 - 20012000/02-

Raman Scattering of the Charge-Spin Stripes in La 1.673 Sr 0.333 NiO 4

K. Yamamoto, T. Katsufuji, T. Tanabe, and Y. Tokura

Phys. Rev. Lett. 80(7) p.1493 - 14961998/02-

Optical spectroscopy of the charge-ordering transition in La1.67Sr0.33NiO4

T. Katsufuji, T. Tanabe, T. Ishikawa, Y. Fukuda, T. Arima, and Y. Tokura

Phys. Rev. B 54p.R14230 - R142331996/11-

In-plane and out-of-plane optical spectra of Sr2RuO4

T. Katsufuji, M. Kasai, and Y. Tokura

Phys. Rev. Lett. 76p.126 - 1291996/01-

Spectral weight transfer of the optical conductivity in doped Mott insulators

T. Katsufuji, Y. Okimoto, and Y. Tokura

Phys. Rev. Lett. 75(19) p.3497 - 35001995/11-

Change of electronic properties on the doping-induced insulator-metal transition in La 1-x Sr x VO3

F. Inaba, T. Arima, T. Ishikawa, T. Katsufuji, Y. Tokura

Phys. Rev. B 52(4) p.R2221 - R22241995/07-

Anomalous variation of optical spectra with spin polarization in double-exchange ferromagnet: La1-xSrxMnO3

Y. Okimoto, T. Katsufuji, T. Ishikawa, A. Urushibara, T. Arima, and Y. Tokura

Phys. Rev. Lett. 75(1) p.109 - 1121995/07-

Optical spectra in (La,Y)TiO3 :Variation of Mott-Hubbard gap features with change of electron correlation and band filling

Y. okimoto, T. Katsufuji, Y. Okada, T. Arima,Y. Tokura

Phys. Rev. B 51(15) p.9581 - 95881995/04-

Optical spectroscopy of the metal-insulator transition in NdNiO3

T. Katsufuji, Y. Okimoto, T. Arima, Y. Tokura

Phys. Rev. B 51(8) p.4830 - 48351995/02-

Electronic Raman scattering spectra in strongly correlated metals:cuprate superconductors and titanium oxides

T. Katsufuji, Y. Tokura

Physica C 235p.1147 - 11481994/12-

Anomalous variation of phonon Raman intensities near the metal-to-Mott-insulator transition in titanium oxide systems

T. Katsufuji, Y. Tokura

Phys. Rev. B 50(4) p.2704 - 27071994/07-

Electronic Raman scattering in filling-controlled metals: Sr1-x Lax TiO3

T. Katsufuji, Y. Tokura

Phys. Rev. B 49(6) p.4372 - 43751994/02-

Symmetry-dependent electronic Raman scattering in La2-x SrxCuO4: Evidence for doping-induced change in the κ-space anisotropy of charge dynamics

T. Katsufuji, Y. Tokura, T. Ido, S. Uchida

Phys. Rev. B 48(21) p.16131 - 161341993/12-

Change of electronic-structures with hole doping in strongly correlated electron-systems-titanium-oxides

Y. Tokura, Y. taguchi, Y. Okada, T. Katsufuji, T. Arima, K. Kumagai

Phys. Rev. B 188p.992 - 9941993/05-

Dielectric phase transition and symmetry change of constituent molecules in proton-deuteron mixed crystals of squaric acid

Y. Moritomo, T. Katsufuji, Y. Tokura

J. Chem. Phys. 95(4) p.2244 - 22511991/08-

スピネル型バナジウム酸化物の軌道整列

勝藤拓郎

日本結晶学会誌 50(2) p.124 - 1292008-

電場誘起抵抗変化型メモリー材料

勝藤拓郎

まてりあ 46(6) p.395 - 4012007/06-

外場に応答するチタン酸化物

勝藤拓郎

セラミックス 41(3) p.163 - 1662006/03-

電荷と幾何学的フラストレーションが生み出す新しい物性

勝藤拓郎

日本物理学会誌/日本物理学会 57(2) 2002/02-

Research Grants & Projects

Grant-in-aids for Scientific Research Adoption Situation

Research Classification:

Creation and control of charge cluster glass phases

2009-2011

Allocation Class:¥17550000

Research Classification:

Design and synthesis of quantum materials exhibiting anomalous magneto-transport phenomena

2004-2008

Allocation Class:¥68100000

On-campus Research System

Special Research Project

巨大磁気誘電率物質の開発

2002

Research Results Outline: 六方晶RMnO3(R=Y, Lu etc.)は、誘電率が磁性と強く結合しており、反強磁性転移温度で誘電率が大きく変化することが知られている。しかし、 六方晶RMnO3(R=Y, Lu etc.)は、誘電率が磁性と強く結合しており、反強磁性転移温度で誘電率が大きく変化することが知られている。しかし、反強磁性相互作用が強いために磁化率が小さく、その結果試料に磁場をかけても誘電率はほとんど変化しない... 六方晶RMnO3(R=Y, Lu etc.)は、誘電率が磁性と強く結合しており、反強磁性転移温度で誘電率が大きく変化することが知られている。しかし、反強磁性相互作用が強いために磁化率が小さく、その結果試料に磁場をかけても誘電率はほとんど変化しない。本研究では、このRMnO3に様々なタイプのドーピングを施し、誘電率の磁場依存性(磁気誘電率)を増大させることを試みた。 その結果、Rサイト(3価)をZr(4価)で置換することによって、磁化率が低温で増大し、それに伴って磁気誘電率 (magnetocapacitance)も増大することがわかった。例えば、Y0.8Zr0.2MnO3においては、誘電率は7 Tの磁場下で0.4%変化する。ところが、この試料を還元すると磁化率もmagnetocapacitanceも減少する。すなわち、還元によってドーピングの効果が打ち消されることがわかった。もし、3価のRを4価のZrへの置換がMnサイトへの電子ドーピング(Mn3+→Mn2+)と考えるならば、還元によってその効果はさらに増大するはずである。したがってこの実験結果は、Zr置換は単純なMnサイトへの電子ドーピング効果ではないことを意味する。 さらに、Mnサイト(3価)をTi(4価)で置換した場合でも、同様に磁化率が低温で増大し、magnetocapacitanceも増大することがわかった。RサイトのZr置換とMnサイトへのTi置換が同様の効果を示すことから、これらの効果は「フラストレートしたスピン系への乱れの導入による磁気モーメントの発生」と考えられることを示唆している。

ペブロスカイト構造を持つ希薄磁性半導体の開発

2004

Research Results Outline:SrTiO3は、立方晶ペロブスカイト構造をとり、Tiの3d軌道とOの2p軌道からなる伝導体を持った半導体である。2価のSrを3価のLaで置換することにSrTiO3は、立方晶ペロブスカイト構造をとり、Tiの3d軌道とOの2p軌道からなる伝導体を持った半導体である。2価のSrを3価のLaで置換することにより、Tiに電子がドープされて伝導体になることが知られている。このSrTiO3に、電子に加えて、ス...SrTiO3は、立方晶ペロブスカイト構造をとり、Tiの3d軌道とOの2p軌道からなる伝導体を持った半導体である。2価のSrを3価のLaで置換することにより、Tiに電子がドープされて伝導体になることが知られている。このSrTiO3に、電子に加えて、スピンをドープすることにより、新しい希薄磁性半導体を作製することが可能である。本研究では、CrでTiを置換することによってスピンドーピングを行い、磁気抵抗を中心とした磁性と電気伝導の結合の様子を実験的に明らかにした。その結果,スピン濃度を固定して、電子濃度を増加させることによって、ワイス温度が負から正に変化することを見出した。これは、スピン間にキャリアーを通じた強磁性相互作用が働いていることを意味している。また、電気抵抗は低温に向かって増大し、これに磁場をかけると電気抵抗が大きく減少する(負の磁気抵抗)が明らかになった。これは、スピンの揺らぎによってキャリアーが散乱されることにより電気抵抗が増大し、それに磁場をかけるとスピンの向きが揃うことによってキャリアーの散乱が抑制され、電気抵抗が減少すると考えられる。電子の濃度とスピンの濃度を独立に制御することによって磁気抵抗の大きさを最大化することが可能であり、スピン濃度20%、電子濃度10%の組成で、最大70%の負の磁気抵抗(電気抵抗が磁場によって1/3以下に減少する)を見出した。

マルチフェロイクの物理とその応用

2006

Research Results Outline:(1) 強誘電体-強磁性体ナノコンポジット薄膜の作製と物性強誘電体と強磁性体からなるナノコンポジット薄膜を作製し、その物性を調べた。BaTiO3 65(1) 強誘電体-強磁性体ナノコンポジット薄膜の作製と物性強誘電体と強磁性体からなるナノコンポジット薄膜を作製し、その物性を調べた。BaTiO3 65%とCoFe2O4 35%からなるコンポジット薄膜をレーザーアブレーションで作製した結果、CoFe...(1) 強誘電体-強磁性体ナノコンポジット薄膜の作製と物性強誘電体と強磁性体からなるナノコンポジット薄膜を作製し、その物性を調べた。BaTiO3 65%とCoFe2O4 35%からなるコンポジット薄膜をレーザーアブレーションで作製した結果、CoFe2O4が直径数nmの柱として、ほぼ三角格子状にBaTiO3の中に整列することが明らかになった。また、強誘電転移と自発磁化も観測され、強誘電体、強磁性体としての性質を兼ね備えることもわかった。さらに低温で0.6%程度の負のmagnetocapacitance(誘電率の磁場依存性)も観測された。以上の実験より、マルチフェロイクとしてナノコンポジットを作製することの有効性が確認された。(2) 誘電率がスイッチングを起こすスピネル型鉄バナジウム酸化物の発見スピネル型FeV2O4は150K以下で逐次構造相転移をおこし、105Kにフェリ磁性転移温度を持つ物質である。この物質の多結晶試料の誘電率を磁場下で測定し、磁場に対して複雑はヒステリシスを持つこと、ゼロ磁場の値が直前にかけた磁場方向に応じて2値をとること、すなわち磁場によって誘電率の値がスイッチングを起こすことを見出した。磁化の磁場依存性の測定結果から、磁化曲線が二重ヒステリシスループを描くことがわかり、このことがゼロ磁場における誘電率のスイッチングにつながっていることを見出した。これらの結果は新しいタイプのマルチフェロイクであり、今後も集中的に研究していきたいと考える。(3) 絶対光学反射率の空間分布を測定する装置の開発薄膜等の光学反射率の絶対値を、400nmから900nmまでの任意の波長で、1$mu;mの空間分解能でイメージングできる装置を開発した。これによって、電子構造の空間依存性が精密に議論できるようになった。これまでに、電場誘起で電気抵抗が変化する物質の測定を行い、電気抵抗変化と同期する光学反射率の変化の空間イメージングの測定に成功している。今後は偏光依存性測定も含めて、マルチフェロイクにこの測定手法を応用していく。

光学反射率を用いた動的比熱測定法の開発と固体中の二相共存状態への応用

2007

Research Results Outline: 物質中において2つの相が競合する場合、臨界点付近で2相共存状態が現れることがある。この2相共存状態のダイナミクスを特徴付ける物理量として、相境界が移 物質中において2つの相が競合する場合、臨界点付近で2相共存状態が現れることがある。この2相共存状態のダイナミクスを特徴付ける物理量として、相境界が移動する緩和時間τが挙げられる。このτを測定するには、物質の温度を周期的に変調し、それに対するバルク... 物質中において2つの相が競合する場合、臨界点付近で2相共存状態が現れることがある。この2相共存状態のダイナミクスを特徴付ける物理量として、相境界が移動する緩和時間τが挙げられる。このτを測定するには、物質の温度を周期的に変調し、それに対するバルク量の変調を測定すればよい。すなわち、温度変調の周波数を大きくすると、相境界の移動が追随できずバルク量の変調が小さくなるため、バルク量の周波数依存性からτを見積もることができる。 従来、このような目的のために開発された実験手法として、3ω法と呼ばれる複素比熱測定法があった。しかしこの方法では、試料表面に直接金属を蒸着したものをヒーター兼温度計として用いるため、導電性の高い試料を測定できないという欠点がある。本研究において、導電性を示す物質の2相共存状態におけるダイナミクスを測定できる実験手法として、温度変調光学反射率測定系を開発した。時間変調したレーザー光により試料に周期的な温度変調を与え、それに対する光学反射率の変調を検出することにより、2相共存のダイナミクスを測定できる。 本研究では、Srをドープしたペロブスカイト型マンガン酸化物R0.6Sr0.4MnO3の2相共存状態のダイナミクスを研究対象とした。本物質系は、低温で短距離電荷整列相と強磁性金属相が競合しており、相転移温度近傍においてこの2相の共存が期待される。R=Nd (TC=270K), R=Nd0.5Sm0.5 (TC=210K), R=Sm (TC=128K) の温度変調反射率測定の結果、すべての試料において、転移温度近傍で温度変調反射率にピークが現れた。また、最も転移温度の低いR=Smにおいて、最も顕著に周波数分散が現れた。このことから、低温で相転移を起こす物質ほど、相転移近傍の2相共存の相境界の緩和時間τは長い、すなわち相境界は動きにくくなることがわかった。 

三量体形成に基づく新規強誘電体の開発

2010

Research Results Outline: イオンの三量体形成にともなって、三量体に垂直方向に(常に同方向に)他のイオンを「押し出す」ことによって、その方向へ自発分極が発生する物質群が知られて イオンの三量体形成にともなって、三量体に垂直方向に(常に同方向に)他のイオンを「押し出す」ことによって、その方向へ自発分極が発生する物質群が知られている。こうした物質を研究し、さらに同様なメカニズムによって強誘電体となる新物質を開発することを目指... イオンの三量体形成にともなって、三量体に垂直方向に(常に同方向に)他のイオンを「押し出す」ことによって、その方向へ自発分極が発生する物質群が知られている。こうした物質を研究し、さらに同様なメカニズムによって強誘電体となる新物質を開発することを目指した。三量体「強誘電体」SrV6O11の単結晶作製の試み 上記のメカニズムによりc軸方向に分極が発生する(しかし金属のため自発分極は発生しない)ことが知られているSrV6O11の単結晶作製を試みている。分解溶融のため単純なフローティングゾーン法では単結晶はできない。また適当なフラックスもないために、traveling solvent floating zone法もうまくいかない。しかし、フローティングゾーン法を繰り返すうちに、包晶のような形で結晶が成長する可能性を見いだした。現在のところ大きな結晶は出来ていないが、粉末x線で00lピークのみが強く出るなど、平板状の微結晶がたくさんできていることが示唆されている。今後条件をさらに詰めて、大きな単結晶を作製することを目指す。スピネル型V酸化物におけるBサイト1:3秩序型の物質開発 スピネル型V酸化物AV2O4において、V3+のうちの1/4を他の元素Bで置換した物質、AV1.5B0.5O4を作製し、そのVとBが1:3で秩序した系の作製を試みた。こうした物質においてVはカゴメ格子を形成し、このときV三量体が形成すると、カゴメ格子と垂直方向に自発分極が発生することが期待される。A=Li+, B=Nb5+など、様々な組み合わせで合成を試みているが、現在のところ単相試料の作製には成功していない。今後さらに条件を変えて、単相試料の作製を目指す。

軌道秩序状態におけるドメイン壁の構造とダイナミクス

2012

Research Results Outline:BaV10O15のoffstoichiometryによる軌道整列相転移の変化BaV10O15は~120KでV三量体を形成する構造相転移を起こし、電気抵BaV10O15のoffstoichiometryによる軌道整列相転移の変化BaV10O15は~120KでV三量体を形成する構造相転移を起こし、電気抵抗が3桁程度上昇すること、この三量体相転移がVのt2g軌道の整列に由来することが知られている。また...BaV10O15のoffstoichiometryによる軌道整列相転移の変化BaV10O15は~120KでV三量体を形成する構造相転移を起こし、電気抵抗が3桁程度上昇すること、この三量体相転移がVのt2g軌道の整列に由来することが知られている。また120~200Kの中間温度相では局所的にV三量体が形成され、それが帯磁率や電気抵抗の温度依存性にも異常として現れる。我々は、この物質の作成条件を様々に変化させてoffstoichiometryを導入すると、三量体相転移温度が次第に減少していき、ついには相転移が消失することを見いだした。さらに、三量体相転移温度が減少すると、中間温度相での異常も消失していくことが分かった。また、offstoichiometryを導入して転移温度が消失した結晶の光学測定を行い、相転移のある試料の結果と比較した結果、低温でのギャップ構造がoffstoichiometryな試料では明確には観測されないこと、また(転移温度より上の)中間温度相の光学スペクトルの様子も、相転移のあるなしで異なる振舞いを示すことを明らかにした。BaV10O15の中間温度相における非線形伝導強電場下で電流が電場に比例しなくなる非線形伝導は様々な物質で報告されているが、「正しい」測定は容易ではない。これは強電場、大電流下では試料自体が発熱するため、温度変化に由来する電気抵抗の変化と区別がつかなくなるためである。我々は、パルス電場下での試料の発熱の効果を詳しく調べた結果、パルス幅の間に温度が上がる効果と、パルス印加を繰り返すことによって温度が上がる効果の両方を考慮する必要があることを見いだした。この知見をもとに、BaV10O15の非線形伝導を、パルス幅100μsの短いパルスを用いて、0.1%の小さなduty cycle(=パルス幅/パルス間隔)で測定することにより、試料自体の温度上昇を防ぎ、本質的な非線形伝導を測定することに成功した。その結果、120~200Kの中間温度相で電場印加とともに抵抗率が減少する非線形伝導を見いだした。

電子ネマティック状態における光誘起異方性の探索

2013

Research Results Outline: V3+ (3d2)が軌道整列を起こすスピネル型 V 酸化物(AV2O4, A=Mn,Fe,Co etc.)に関して、A サイトを様々に変化させた試料 V3+ (3d2)が軌道整列を起こすスピネル型 V 酸化物(AV2O4, A=Mn,Fe,Co etc.)に関して、A サイトを様々に変化させた試料、種々のドーピングを施した試料について単結晶を作製し、ポンププローブ分光法において、ポンプ光とプロ... V3+ (3d2)が軌道整列を起こすスピネル型 V 酸化物(AV2O4, A=Mn,Fe,Co etc.)に関して、A サイトを様々に変化させた試料、種々のドーピングを施した試料について単結晶を作製し、ポンププローブ分光法において、ポンプ光とプローブ光の偏光方向を変えて光誘起スペクトル変化を測定することにより、「電子ネマティック相」の探索をおこなった。 AlドープしたMnV2O4の光誘起相転移のポンプ光偏光依存性 57Kでフェリ磁性相転移と軌道整列に由来する構造相転移を起こすMnV2O4のVサイトにAlをドープすると、フェリ磁性相はそのままであるが、構造相転移が消失して再低温まで立方晶となる。この物質に関して、プローブ光の偏光を変えずに、ポンプ光の偏光方向のみを変えて、光誘起スペクトル変化に違いが生じるかどうかを調べたが、現在のところ有意な差は得られていない。CoV2O4の光誘起相転移のポンプ光偏光依存性 180K以下でフェリ磁性転移を起こすが、あらわな構造相転移を起こさないCoV2O4について、プローブ光の偏光を変えずに、ポンプ光の偏光方向のみを変えて、光誘起スペクトル変化に違いが生じるかどうかを調べたが、現在のところ有意な差は得られていない。CoV2O4に関する基礎研究 CoV2O4において、磁気相転移が存在するにもかかわらず、軌道整列に由来する構造相転移が観測されない理由について、単結晶と多結晶を用いて詳しい測定を行った。その結果、単結晶試料ではCoが一部Vを置換しており、その結果、ストイキオメトリックな多結晶に存在する60Kの異常が、単結晶では消失していることが分かった。さらに磁場下での歪測定により、フェリ磁性転移温度直下では磁化方向に結晶が伸びるが、さらに温度を下げると磁化方向に結晶が縮む、という変化を示すことが分かった。この結果は2つのタイプの軌道整列の競合として解釈できる。こうした結果は、CoV2O4の特定の温度で電子ネマティック相が実現している可能性を示唆するものである。

4d遷移金属酸化物における新奇磁気緩和現象とその応用

2015

Research Results Outline:    La5Mo4O16 has tetragonal lattices of Mo ions with a chec    La5Mo4O16 has tetragonal lattices of Mo ions with a checkerboard arrangement of Mo4+ and Mo5+, and exhibi...    La5Mo4O16 has tetragonal lattices of Mo ions with a checkerboard arrangement of Mo4+ and Mo5+, and exhibits ferrimagnetic ordering of Mo4+ and Mo5+ moments within the tetragonal plane and the antiferromagnetic arrangement of the ferrimagnetic moment along the c axis (perpendicular to the plane) below 200 K. We grew the single crystals of this compound by the floating-zone technique and measured the magnetization and resistivity with applied magnetic field. We found new anomalies at 90 K and 70 K in the temperature dependence of both magnetization and resistivity, in addition to the ferrimagnetic ordering at 200 K. We also found a multiple step-like behavior in the field-dependence of magnetization (M(H) curve) and an anomalous relaxation behavior of the magnetization below 70 K. We also found positive magnetoresistance and its relaxation behavior, which is closely correlated with the magnetic relaxation.

Lecture Course

Course TitleSchoolYearTerm
Science and Engineering Laboratory 1ASchool of Fundamental Science and Engineering2018spring semester
Science and Engineering Laboratory 1A VSchool of Fundamental Science and Engineering2018spring semester
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Advanced ElectromagnetismSchool of Advanced Science and Engineering2018spring semester
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Master's Thesis (Department of Pure and Applied Physics)Graduate School of Advanced Science and Engineering2018full year
Research on Quantum Physics of Complex SystemsGraduate School of Advanced Science and Engineering2018full year
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Optical Processes in SolidsGraduate School of Advanced Science and Engineering2018spring semester
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Seminar on Quantum Physics of Complex Systems AGraduate School of Advanced Science and Engineering2018spring semester
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Master's Thesis (Department of Pure and Applied Physics)Graduate School of Advanced Science and Engineering2018full year
Research on Quantum Physics of Complex SystemsGraduate School of Advanced Science and Engineering2018full year
Research on Physics and Applied Physics A KATSUFUJI, TakuroGraduate School of Advanced Science and Engineering2018full year
Research on Physics and Applied Physics A YAMAZAKI, YoshihiroGraduate School of Advanced Science and Engineering2018full year
Research on Physics and Applied Physics A TAKANO, MitsunoriGraduate School of Advanced Science and Engineering2018full year
Laboratory Rotation AGraduate School of Advanced Science and Engineering2018full year
Laboratory Rotation BGraduate School of Advanced Science and Engineering2018full year
Advanced Physics B: Solid State PhysicsGraduate School of Advanced Science and Engineering2018winter quarter
Physics of Self-Organization SystemsGraduate School of Advanced Science and Engineering2018an intensive course(spring and fall)
Physics of Self-Organization SystemsGraduate School of Advanced Science and Engineering2018an intensive course(spring and fall)