Synthesis and magnetic study on new quantum spin magnets with magnetic plateau

• Project/Area Number: 18540343
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: KIKUTI Hikomitu University of Fukui, 工学研究科, 教授 (50234191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 裕 福井大学, 遠赤外領域研究開発センター, 准教授 (40334809) ; 光藤 誠太郎 福井大学, 遠赤外領域研究開発センター, 教授 (60261517) ; 千葉 明朗 福井大学, 工学研究科, 教授 (90027144)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): FUJII Yutaka 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 准教授 (40334809) ; MITSUDO Seitaro 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (60261517) ; CHIBA Meiro , 工学研究科, 教授 (90027144)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,980,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2008: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2007: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2006: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 磁化プラトー / 量子スピン系 / スピンフラストレーション / 強磁場 / 反強磁性体 / 一次元磁性体 / 磁気共鳴 / NMR / ダイヤモンド鎖

Research Abstract

磁化プラトー現象を示す事が期待される新しい量子スピン系物質を合成し、その磁気的性質を研究した。新規なダイヤモンド鎖磁性体Cu3(MoO4)2(OH)2及びCu3(MoO4)2(OH)2(4,4'-bipyridine)を合成し、磁化、強磁場磁化を測定して、後者の化合物がダイヤモンド鎖モデルのフェリ相に対応することを示した。上記化合物以外にもいくつかの量子スピン磁性体を合成して磁性を研究した。

Research Products

• [Journal Article] Spin Configuration in the 1/3 Magnetization Plateau of Azurite Determined by NMR, Phys (2009)
  • Author(s): F. Aimo, S. Kramer, M. Klanjsek, M. Horvatic, C. Berthier, H. Kikuchi
  • Journal Title: Rev.Lett 102 Pages: 4-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 1H-NMR study of S=1/2 frustrated antiferromagnet Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2 varying from kagome(x=1) to pyrochlore(x=0), J.Phys (2009)
  • Author(s): H. Kikuchi, Y. Kubo, Y. Fujii
  • Journal Title: Conf. Series 145 Pages: 12009-12009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 1H-NMR study of the idle-spin magnet Cu3(OH)4SO4, J. Phys (2009)
  • Author(s): Y. Fujii, Y. Azuma, H.Kikuch, Y.Yamamoto
  • Journal Title: Conf. Series 145 Pages: 12061-12061
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spin Configurati on in the 1/3 Magnetization Plateau of Azurite Determined by NMR (2009)
  • Author(s): F. Aimo, S. Kramer, M. Klanjsek, M. Horvatic, C. Berthier, H. Kikuchi
  • Journal Title: Physical Review Letters 102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi-frequency ESR study of S=1/2 frustration systems Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2 (2009)
  • Author(s): M. Tomoo, S. Okubo, T. Sakurai, T. Toinita, M. Fujisawa, H. Ohta, H. Kikuchi
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High field ESR measurements of S=1/2 kagome Heisenberg antiferromagnet ZnCu_3(OH)_6Cl_2 (2009)
  • Author(s): S. Okubo, M. Tomoo, H. 0hta, H. Kikuchi
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ^1H-NMR study of S=1/2 frustrated antiferromagnet Zn_xCU_<4-x>(OH)_6Cl_2 varying from kagome (x=1) to pyrochlore (x=O) (2009)
  • Author(s): H. Kikuchi, Y. Kubo, Y. Fujii
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] External Magnetic Field Effects on a Distorted Kagome Antiferromagnet, Phys (2008)
  • Author(s): J.-H. Kim, S. Ji, S.-H. Lee, B. Lake, T. Yildirim, H. Nojiri, H. Kikuchi, K. Habicht, Y. Qiu, K. Kiefer
  • Journal Title: Rev.Let 101 Pages: 107201-107201
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] External Magnetic Field Effects on a Distorted Kagome Antiferromagnet (2008)
  • Author(s): J. -H. Kim, S. Ji, S. -H. Lee, B. Lake, T. Yildirim, H. Nojiri, H. Kikuchi, K. Habicht, Y. Qiu, K. Kiefer
  • Journal Title: Physical Review Letters 101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantum-spin-liquid states in the two-dimensional kagome antiferromagnets Zn_xCu_<4-x>(OD)6Cl2 (2007)
  • Author(s): S.-H. Lee, H. Kikuchi, Y. Qiu, B. Lake, Q. Huang, K. Habicht, K. Kiefer
  • Journal Title: Nature Materials 6 Pages: 853-857
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Commensurate and incommensurate phases of the distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 studied using 133Cs NMR (2007)
  • Author(s): Y. Fujii, H. Hashimoto, Y. Yasuda, H.Kikuchi, M. Chiba, S. Matsubara M.Takigawa
  • Journal Title: J.Phys. : Condens. Matter 19 Pages: 145237-145237
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2007)
  • Author(s): T. Sasaki, Y.Fujii, H.Kikuchi, M.Chiba, Y. Yamamoto, H. Hori
  • Journal Title: 310 Pages: 1260-1262
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nuclear magnetic relaxation of 133Cs of distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 (2007)
  • Author(s): Y. Fujii, H. Hashimoto, Y. Yasuda, H. Kikuchi, M. ChibaS. Matsubara, M.Takigawa
  • Journal Title: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] S=1/2 Heisenberg antiferromagnet with next-nearest exchange interaction (2007)
  • Author(s): H. Ohta, S. Takano, S. Okubo, M. Yoshida, H. Kikuchi
  • Journal Title: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 Pages: 1234-1235
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nuclear magnetic relaxation of 133Cs of distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 (2007)
  • Author(s): Y. Fujii, H. Hashimoto, Y. Yasuda, H. Kikuchi
  • Journal Title: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Low temperature magnetism of gapless S=1 bond-alternating antiferromagnet studied by NMR and μSR (2007)
  • Author(s): H. Kikuchi, M. Chiba, Y. Fujii, Y. Yamamoto, W. Higemoto, K. Nishiyama
  • Journal Title: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NMR study of spin ladder compound(CPA)_2CuBr_4 (2007)
  • Author(s): T. Sasaki, Y. Fujii, H. Kikuchi, M. Chiba, Y. Yamamoto, H. Hori
  • Journal Title: Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310 Pages: 1260-1262
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Commensurate and incommensurate phases of the distorted triangular antiferro magnet Cs_2CuBr_4 studied using 133Cs NMR (2007)
  • Author(s): Y. Fujii, H. Hashimoto, Y. Yasuda, H. Kikuchi, M. Chiba, S. Matsubara, M. Takigawa
  • Journal Title: J. Phys.: Condensed Matter 19
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantum-spin-liquid states in the two-dimensional kagome antiferromagnets Zn_xCu_<4-x>(OD)_6Cl_2, (2007)
  • Author(s): S.-H. Lee, H. Kikuchi, Y. Qiu, B. Lake, Q. Huang, K. Habicht, K. Kiefer
  • Journal Title: Nature Materials 6 Pages: 853-857
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High Field ESR Study of Three Dimensional Spin Frustrated System MgCr_2O_4 (2006)
  • Author(s): M. Yoshida, T. Hirano, Y. Inagaki, SOkubo, H.Ohta, H.Kikuchi. I. Kagomiya, M. Toki, K. Kohn
  • Journal Title: J.Phys. Soc. Jpn 75 Pages: 44709-44709
  • NAID: 110004729275
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reply to the Comment on "Experimental Observation of the 1/3 Magnetization Plateau in the Diamond-Chain Compound Cu_3(CO_3)_2(OH)_2" (2006)
  • Author(s): H.Kikuchi, Y.Fujii, M.Chiba, S.Mitsudo, T.Idehara, T.Tonegawa, K.Okamoto, T.Sakai, T.Kuwai, H.Ohta
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett 97 Pages: 89702-89702
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reply to the Comment on "Experimental Observation of the 1/3 Magnetization Plateau in the Diamond-Chain Compound Cu_3(CO_3)_2(OH)_2" (2006)
  • Author(s): H.Kikuchi
  • Journal Title: Physical Review Letters 97 Pages: 89702-89702
• [Journal Article] High-field ESR study of one-dimensional S=1/2 Heisenberg antiferromagnet with next-nearest exchange interaction (2006)
  • Author(s): H.Ohta
  • Journal Title: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 Pages: 1234-1235
• [Journal Article] Nuclear magnetic relaxation of ~<133>Cs of distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 (2006)
  • Author(s): Y.Fujii
  • Journal Title: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
• [Journal Article] Low temperature magnetism of gapless S=1 bond-alternating antiferromagnet studied by NMR and μSR (2006)
  • Author(s): H.Kikuchi
  • Journal Title: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
• [Journal Article] NMR study of spin ladder compound(CPA)_2CuBr_4 (2006)
  • Author(s): T.Sasaki
  • Journal Title: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 Pages: 1260-1262
• [Presentation] S=1/2パイロクロア型反強磁性体Cu_2(OH)_3Clの強磁場ESR測定 (2009)
  • Author(s): 友尾水樹, 大久保晋, 藤津真士, 櫻井敬博, 太田仁, 菊池彦光
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] ハニカム格子反強磁性体InCu_<2/3>V_<1/3>O_3の^<51>V NMR (2009)
  • Author(s): 藤井 裕, 高橋 大介, 菊池 彦光, 大久保 晋, 太田 仁
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] 二次元三角格子反強磁性体InMnO_3の磁気秩序 (2009)
  • Author(s): 菊池彦光, 渡逡功雄, 鈴木栄男, 川股隆行, A. Amato
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] S=l/2低次元反強磁性体DioptaseのCu/Si-NMR (2009)
  • Author(s): 萩原健太, 後藤貴行, 造田法弥, 藤澤真士, 大久保晋, 櫻井敬博, 大道英二, 太田仁, 稲垣祐次, 菊池彦光, 小野俊雄, 田中秀数, 上床美也
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] 三角格子反強磁性体InMnO_3の強磁場ESR測定II (2009)
  • Author(s): 松見成朗, 大久保晋, 藤澤真士, 太田仁, 古川貢, 中村敏和, 菊池彦光
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] ハニカム格子反強磁性体InCu_<2/3>V_<1/3>O_3の核磁気緩和 (2008)
  • Organizer: 2008年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • Place of Presentation: 福井市
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] スピンタイマー化合物Co(SeO_3)・2H_2Oの1H-NMR (2008)
  • Author(s): 荒井 智也, 田邊 雄一, 菊池 彦光, 藤井 裕, 松尾 晶, 金道 浩一
  • Organizer: 2008年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • Place of Presentation: 福井市
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] 三角格子反強磁性体HCrO_2の磁気秩序 (2008)
  • Author(s): 菊池 彦光, 藤井 裕, 渡邊 功雄, 鈴木 栄男, 川股 隆行, A. Amato
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] カゴメ格子磁性体Zn_xCu_4-x(OH)_6Cl_2(O≦x≦1)のサブミリ波ESRIV (2008)
  • Author(s): 友尾水樹, 大久保晋, 撰井敬博, 藤沢真土, 太田仁, 菊池彦光
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] 三角格子反強磁性体InMnO_3の強磁場ESR測定 (2008)
  • Author(s): 松見成朗, 大久保晋, 藤渾真士, 太田仁, 菊池彦光
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] 新規スピンタイマー化合物M(SeO_3)・2H_20(M=Co, Ni)の強磁場磁化過程 (2008)
  • Author(s): 田邊 雄一, 菊池 彦光, 藤井 裕, 松尾 晶, 金道 浩一
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-21
• [Presentation] ダイヤモンド鎖化合物Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場ESR測定 (2008)
  • Author(s): 日野俊一, 大久保晋, 太田仁, 菊池 彦光
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-21
• [Presentation] H-NMR study of the idle-spin magnet Cu_3(OH)_4SO_4 (2008)
  • Author(s): Y. Fujii, Y. Azuma, H. Kikuchi, Y. Yamamoto
  • Organizer: Highly Frustrated Magnet ism 2008
  • Place of Presentation: Braunschweig, Germany
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] 1H-NMR study of S=1/2 frustrated antiferromagnet Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2 varying from kagome (x=1) to pyrochlore (x=0) (2008)
  • Author(s): H. Kikuchi, Y. Kubo, Y. Fujii
  • Organizer: Highly Frustrated Magnet ism 2008
  • Place of Presentation: Braunschweig, Germany
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] High Field Magnetization of Diamond Chain Compound (4, 4'-bpy) Cu_3 (0H)_2(Mo0_4)_2 (2008)
  • Author(s): H. Kikuchi. Y. Tanabe, Y. Fujii, A. Matsuo, K. Kindo
  • Organizer: 25th International Conference on Low Temperature Physi cs
  • Place of Presentation: Amsterdam, Nether land
  • Year and Date: 2008-08-10
• [Presentation] ダイヤモンド鎖化合物(4,4'-bpy)Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場ESR (2008)
  • Author(s): 日野俊一, 大久保晋, 太田仁, 菊池彦光
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 東大阪市
  • Year and Date: 2008-03-25
• [Presentation] 1H-NMRからみた三本鎖磁性体Cu_3(OH)_4SO_4のアイドルスピン状態 (2008)
  • Author(s): 菊池彦光, 東佑介, 藤井裕, 山本良行, 堀秀信、
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 東大阪市
  • Year and Date: 2008-03-23
• [Presentation] ダイヤモンド鎖化合物(4,4'-bpy)Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場磁化II (2008)
  • Author(s): 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 松尾晶, 金道浩一
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 東大阪市
  • Year and Date: 2008-03-23
• [Presentation] デルタ鎖を持つMn化合物の強磁場磁化 (2008)
  • Author(s): 松尾晶, 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 金道浩一
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 東大阪市
  • Year and Date: 2008-03-22
• [Presentation] NMRからみた三角格子反強磁性体Cs_2CuBr_4の1/3および2/3磁化プラトー (2008)
  • Author(s): 藤井裕, 安田洋祐, 菊池彦光, 千葉明朗, 松尾晶, 瀧川仁, S. Kraemer, M. Klanjsek, M. Holvatic, C. Berthier
  • Organizer: 特定領域第一回トピカルミーティング「フラストレート新規物質」
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2008-01-11
• [Presentation] S=1/2ダイヤモンド鎖磁性体(4,4'-bpy)Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場磁化過程 (2007)
  • Author(s): 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 松尾晶, 金道浩一
  • Organizer: 2007年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • Place of Presentation: 富山県射水市
  • Year and Date: 2007-12-01
• [Presentation] 三本鎖磁性体Cu_3(OH)_4SO_4の1H-NMR (2007)
  • Author(s): 東佑介, 菊池彦光, 藤井裕, 千葉明朗, 山本良之、堀秀信
  • Organizer: 2007年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • Place of Presentation: 富山県射水市
  • Year and Date: 2007-12-01
• [Presentation] ダイヤモンド鎖Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場磁化過程、物理学会第62回年次大会 (2007)
  • Author(s): 松尾晶, 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 金道浩一
  • Organizer: 物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] S=1/2三角格子反強磁性体Cs_2CuBr_4の強磁場域における133Cs-NMR (2007)
  • Author(s): 藤井裕, 安田洋祐, 菊池彦光, 千葉明朗, 松尾晶, 瀧川仁, S. Kraemer, M. Klanjsek, M. Holvatic, C. Berthier
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] 一次元的フラストレート磁性体Cu_3(SO_4)(OH)_4の強磁場磁化 (2007)
  • Author(s): 菊池彦光, 田邊雄一, 藤井裕, 松尾晶, 金道浩一
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] 擬1次元ダイアモンドスピン鎖Cu_3(CO_3)_2(OH)_2における磁気相図の磁場方向依存性とジャロシンスキー・モリヤ相互作用 (2007)
  • Author(s): 吉田靖雄, 辻井宏之, Y. Kim, 稲垣祐次, 正岡重行, 菊池彦光, V. Cracium, B. Andraka, 高野安正
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] 三本鎖磁性体Cu_3(CO_3)_2(OH)_2の強磁場ESRと磁化測定 (2007)
  • Author(s): 山本祐司, 藤澤真士, 櫻井敬博, 太田仁, 大久保晋, 菊池彦光, 中村敏和
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] ダイヤモンド鎖化合物(4,4'-bpy)Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場磁化 (2007)
  • Author(s): 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 松尾晶, 金道浩一
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Book] 金属錯体の現代物性化学 (2008)
  • Author(s): 山下正廣(編著)、小島憲道(編著)、芥川智行、網代芳民、有馬孝尚・井上克也、大越慎一、大塩寛紀、大場正昭、岡本博、加藤礼三、菊池彦光、北川宏、小林昭子、小林厚志、小林速男、志賀拓也、高石慎也、竹谷純一、坪山明、中村貴義、長谷川美貴、速水真也、宮坂等、守友浩、山田鉄平
  • Total Pages: 420
  • Publisher: 三共出版
• [Book] 金属錯体の現代物性化学 (2008)
  • Author(s): 山下正廣(編著), 小島憲道(編著), 芥川智行, 網代芳民, 有馬孝尚, 井上克也, 大越慎一, 大塩寛紀, 大場正昭, 岡本博, 加藤礼三, 菊池彦光, 北川宏, 小林昭子, 小林厚志, 小林速男, 志賀拓也, 高石慎也, 竹谷純一, 坪山明, 中村貴義, 長谷川美貴, 速水真也, 宮坂等, 守友浩, 山田鉄平共著
  • Total Pages: 420
  • Publisher: 三共出版