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新しい多重自由度量子現象を示す遷移金属酸化物の探索・合成・化学的評価

Research Project

Project/Area Number 12046241
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

吉村 一良 (2001-2003)  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70191640)

小菅 皓二 (2000)  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00025371)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 寺嶋 孝仁  京都大学, 化学研究所, 助教授 (40252506)
川崎 雅司  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (90211862)
高野 幹夫  京都大学, 化学研究所, 教授 (70068138)
中山 則昭  山口大学, 工学部, 助教授 (00164369)
小菅 皓二  京都大学, 大学院・理学研究科, 名誉教授 (00025371)
吉村 一良  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70191640)
Project Period (FY) 2000 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥67,500,000 (Direct Cost: ¥67,500,000)
Fiscal Year 2003: ¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000)
Fiscal Year 2002: ¥20,500,000 (Direct Cost: ¥20,500,000)
Fiscal Year 2001: ¥16,600,000 (Direct Cost: ¥16,600,000)
Fiscal Year 2000: ¥21,900,000 (Direct Cost: ¥21,900,000)
Keywordsパイクロア酸化物 / スピン・フラストレーション / 強相関 / 酸化物超伝導 / 量子臨界点 / 多重自由度 / 軌道秩序 / 低次元磁性体 / パイロクロア酸化物 / スピンフラストレーション / 超伝導 / 電荷秩序 / スピン一重項状態 / 金属絶縁体転移 / スピン-重項状態 / 複合自由度
Research Abstract

本研究は,本特定研究領域の主たる課題である,電子のスピン・電荷・軌道自由度の結合系として新たな多重自由度量子現象を示す強相関遷移金属酸化物系の物質設計・探索・合成を固体化学的な立場から行うことを目的としている.そのために興味ある化合物群について,結晶構造,組成,状態図の観点から,化学的にキャラクタリゼーションを行い,金属伝導を示す低次元量子スピン系の振る舞いを物性実験的に検証し,物質設計・探索・合成にフィードバックを行った.それによって,新しい金属伝導を示す量子スピン凝縮現象などの新しい多重自由度量子現象を示す物質を見出し創製することを目的に研究を行った.その結果,本研究においてパイロクロア型酸化物Cd_2Re_2O_7が超伝導を示すことが見出され,さらにこの物質の単結晶を作成に成功し,T^*〜200Kにおいて,2次の構造相転移を示し,その際,帯磁率・電気抵抗率ともにT^*以下において大きく減少を示すことか明らかになった.また,^<111>Cd-NMR測定から,T^*以下においてはスピン励起が減少することから,パイロクロア格子はいわゆる四量体を形成し,擬ギャップ状態となることが明らかになった.この現象は,本系の超伝導発現と密接な関係があると考えられる.このようにパイロクロア型Cd_2Re_2O_7は,格子・スピン・電荷・軌道といった多くの自由度が絡み合った非常に興味深い系であることが明らかになった.また,三角格子超伝導体Na_xCoO_2・yH_2Oについても詳細な核磁気共鳴実験を行い,ナイトシフトがT_c以下で本質的には温度変化しないことや,核磁気緩和率1/T_1がT_c直下でコヒーレンスピークを示さずT_c以下でT^3の温度依存性を示すことから,この系がトリプレット超伝導体である可能性が高いことが見いだされた.

Report

(4 results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All Other

All Publications (24 results)

  • [Publications] N.Tsujii: "High-field magnetization of the 3d heavy-fermion system LiV_2O_<4-δ>(δ=0,0.08)"J.Phys. : Condens.Mat.. 15. 185-192 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Waki: "Physical properties of Ba_<1.09>V_8O_<16> with hollandite structure"Physica B. 329-333. 938-939 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Yoshimura: "Physical properties of new superconductor Cd_2Re_2O_7 with pyrochlore-type"Physica B. 329-333. 1319-1320 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sakai: "^<99,101>Ru NMR study of EuSr_2RuCu_2O_8 : Coexistence of ferromagnetism and superconductivity"Phys.Rev.B. 67. 184409-1-184409-6 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ishida: "Unconventional Superconductivity and Nearly Ferromagnetic Spin Fluctuations in Na_xCoO_2・yH_2O"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 3041-3044 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Waki: "Metal-Insulator Transition in Bi_xV_8O_<16> : ^<51>V NMR Study"J.Phys.Soc.Jpn.. 73. 275-279 (2004)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Waki: "^<51>V NMR Study of the V Hollandite system, Bi_XV_8O_<16>"J.Phys.Chem. Solids. 63. 961-964 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] H.Ohno: "^<23>Na NMR study of Na_<3-X>Ru_4O_9 : observation of spin singlet formation"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 350-352 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sakai: "Low-temperature structural change and magnetic anomaly in superconduciton Cd_2Re_2O_7"Phys.Rev. B. 66. 100509-1-100509-4 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] S.Niitaka: "Pulsed High Field Study of New Partially Disordered Antiferromagnetic Phase in Ca_3CoRhO_6"J.Phys.Chem. Solid. 63. 999-1001 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Terashima: "Preparation and the Anisotropy of (100)-Oriented La_<2-X>Sr_XCuO_4 Epitaxial Thin Films"FEMD Newsletter. 4. 13 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] J.Nishimura: "Fabrication of spin-frustrated Sm_2Mo_2O_7 epitaxial films : high throughput optimization using a temperature gradient method"Appl.Phys.Lett.. 82. 1571-1573 (2003)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] H.Kato: "^<23>Na-NMR Study in NaV_6O_<11>"J.Phys.Soc.Jpn.. 70(5). 1404-1410 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sakurai: "Novel frustrated spin chain system in KCu_5V_3O_<13>"J.Phys.Soc.Jpn.. 70(11). 3209-3212 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sakai: "Superconductivity in a pyrochlore oxide, Cd_2Re_2O_7"J.Phys.: Condens.Mat.. 13. L785-L790 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sakai: "Tl-NMR Study of Pyrochlore Oxide Tl_2Ru_2O_7 : Observation of Spin-Singlet Formation"J.Phys.Soc.Jpn.. 71(2). 422-424 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] A.Irizawa: "Collapse of Superconductivity in the Y123/Y124 Superlattice System Y_2Ba_4Cu_7O_<15-δ>"J.Phys.Soc.Jpn.. 71(2). 574-581 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sakurai: "S=1/2 trimer in KBa_3Ca_4Cu_3V_7O_<28>"J.Phys.Soc.Jpn.. 71(2). 664-665 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Yoshimura: "Systematics of mixed valence and heavy fermion behaviors in YbCu_5 and related svstems"Physica B. 281&282. 141-143 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Kato: "One-dimensional magnetic behavior of CuSb_2O_6"Physica B. 281&282. 663-664 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] H.Kato: "Temperature Induced Metal Insulator transition in Bi_xV_8O_<16>"J.Phys.Soc.Jpn.. 70(2). 325-328 (2001)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] A.Irizawa: "Collapse of Superconductivity in the Y123/Y124 Superlattice System Y_7Ba_4Cu_7O_<15-δ>"J.Phys.Soc.Jpn.. (in press). (2001)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] H.Kato: "^<23>Na-NMR Study in NaV_6O_<11>"J.Phys.Soc.Jpn.. (in press). (2001)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Fang: "Itinerant-Electron Ferromagnetism and Superconductivity in EuSr_2Ru_<1-x>Nb_xCu_2O_8"Phys.Rev.B. (in press). (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report

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Published: 2000-04-01   Modified: 2018-03-28  

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