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Fe4+イオンを含むペロブスカイト型鉄酸化物は、汎用性の高いヘリカル磁性相として注目されている。Fe4+イオンを有するAFeO3に層状Aサイト秩序構造を導入することにより、新規なヘリカル磁性相が得られる可能性があるが、高圧力領域にわたる合成経路の解明は困難である。ここでは、Fe4+イオンを持つ新しいAサイト秩序型ペロブスカイト型鉄酸化物(Ca,Ba)FeO3-δについて、第一原理計算を援用し、選択した圧力と化学組成における熱力学的安定性を評価した。酸素空孔の有無にかかわらず6種類のAサイト秩序型ペロブスカイトのうち、2種類の酸素欠損型ペロブスカイトCaBaFe2O6-δとCa(Ba0.9Ca0.1)2Fe3O9-δ(δ~1)のみが高圧合成に成功し、DFTベースのconvex-hull計算と一致した。これらのペロブスカイトの圧力に対する安定性を考慮し、常圧でオゾンを用いた低温トポタクチック酸化を行い、酸化ペロブスカイトCaBaFe2O6-δ (δ~0.4) とCa(Ba0.9Ca0.1)2Fe3O9-δ (δ~0.6) を得た。本研究は、高圧を含む多段階合成経路の計算科学的可視化により、豊富な磁性相を持つ新しい準安定ペロブスカイトの探索を加速できることを示している。

Rights:

• In Copyright
  

  This document is the Accepted Manuscript version of a Published Work that appeared in final form in Journal of the American Chemical Society, copyright © 2025 American Chemical Society after peer review and technical editing by the publisher. To access the final edited and published work see https://doi.org/10.1021/jacs.4c15392.

Keyword: Perovskite, Structure analysis, X-ray diffraction

Date published: 2025-03-12

Publisher: American Chemical Society (ACS)

Journal:

• Journal of the American Chemical Society (ISSN: 00027863) vol. 147 issue. 10 p. 8260-8266

Funding:

• Murata Science and Education Foundation
• Asahi Glass Foundation
• Japan Society for the Promotion of Science 22H00343
• Japan Society for the Promotion of Science 22J13408
• Japan Society for the Promotion of Science 23H04871
• Japan Society for the Promotion of Science 24K00570

Manuscript type: Author's version (Accepted manuscript)

MDR DOI: https://doi.org/10.48505/nims.5460

First published URL: https://doi.org/10.1021/jacs.4c15392

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Updated at: 2026-02-28 12:30:22 +0900

Published on MDR: 2026-02-28 09:45:28 +0900