80年越しに見えてきた磁石・マグネタイト(Fe3O4)の本当の姿
~分厚い表面に封じられていた新たな電子状態を発見従来のデータ解釈覆し、謎解明へ~
2015.12.18
国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学
国立研究開発法人 理化学研究所
国立研究開発法人 物質・材料研究機構
奈良先端科学技術大学院大学は、理化学研究所放射光科学総合研究センター、物質・材料研究機構の共同で大型放射光施設SPring-8の世界最高性能のX線光電子分光装置を使用して、世界中の研究者を80年にわたり悩ませてきた「マグネタイト」の謎に迫りました。
概要
奈良先端科学技術大学院大学 (学長 : 小笠原直毅) 物質創成科学研究科凝縮物性学研究室 田口宗孝特任助教と大門寛教授は、理化学研究所放射光科学総合研究センター (センター長 : 石川哲也) のチャイナニ アシシ専任研究員、物質・材料研究機構量子ビームユニットシンクロトロンX線グループの上田茂典主任研究員と共同で大型放射光施設SPring-8の世界最高性能のX線光電子分光装置を使用して、世界中の研究者を80年にわたり悩ませてきた「マグネタイト (Fe3O4) 」の謎に迫りました。磁石や砂鉄として知られるマグネタイトがなぜ極低温で絶縁体になるかという課題です。
その結果、マグネタイトには分厚い表面が存在する事を突き止め、その奥に隠れていたマグネタイトの室温での電気伝導を担う電子状態を初めて観測することに成功しました。これまでの実験データの解釈を覆し、現象の仕組み解明の突破口を開く可能性があります。
本研究成果は、米国の科学雑誌『Physical Review Letters』 (12月18日号) に掲載されるに先立ち、オンライン版 (12月17日付け【プレス解禁日時 : 日本時間平成27年12月18日 (金) 午前2時00分】) に掲載されます。
プレスリリースの図1 : マグネタイトの分厚い表面と固体内部の状態