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NMR study on stacking nanowire and its spin liquid state

Research Project

Project/Area Number 18K03548
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research InstitutionSophia University

Principal Investigator

Takayuki Goto  上智大学, 理工学部, 教授 (90215492)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 栄男  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40327862)
石井 康之  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (90391854)
堀 顕子  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (90433713)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsnano metal wire / NMR / spin chain / Luttinger liquid / ナノワイヤー / 一次元磁性体 / 一次元ナノワイヤー / 擬一次元磁性体 / 有機伝導体 / NMR / μSR
Outline of Final Research Achievements

磁化率の温度依存性は2Kまで異常なく、ほぼキュリーワイス則に従う。ワイス温度は0.8(1)K程度と正であり、本系は一次元反強磁性体であることが明らかになった。
異なる錯体種(フェニル・ナフチル)を用いた鎖における相互作用の大きさに、違いが有意に存在する(ナフチルの方が大きい)ことが、磁化率及びNMR縦緩和率から明らかになった。(3)NMR縦緩和率の詳細な温度・磁場依存性を調べた結果、スピンの動的性質は、単純な朝永ラッティンジャー液体(TLL)としては説明出来ないことが明らかになった。TLL相はより低温にあるものと期待される。二足系ラダー試料を合成・測定したところ、磁化率の測定から、スピン励起に大きなギャップが存在することが明らかになった。今後、このギャップの磁場・圧力依存性に関して新たな展開が期待される。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本系は、有機溶媒内で自己組織的に生成するナノサイズの金属鎖であり、将来的に産業を含めた応用が期待される。この系の磁気的性質を中心とした基礎物性研究は応用の礎となり得るものである。一方、本系におけるスピン間の相互作用は金属原子同士の直接結合によるものであり、その大きさは極めて小さく、また、構成分子のサイズと形状によるチューニングが可能である。これまで報告されている量子スピン系とは一線を画すると期待される。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Supramolecular association of M2+?π induced by different electrostatic?properties using naphthyl substituted β-diketonate complexes (metal =?Cu, Pd, Pt)2020

    • Author(s)
      Takumi Kusakawa, Takayuki Goto and Akiko Hori
    • Journal Title

      CrystEngComm

      Volume: 22 Issue: 18 Pages: 3090-3094

    • DOI

      10.1039/d0ce00416b

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spin Fluctuating Ground State in the Spin-1/2 Kagome Lattice (Rb1-xCsx)2Cu3SnF12 with x=0.53 Observed by Muon Spin Relaxation2020

    • Author(s)
      T. Suzuki, K. Katayama, I. Watanabe, and H. Tanaka
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 89 Issue: 7 Pages: 074701-074701

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.074701

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variable Range Hopping Resistivity in La2-xSrxCuO4 Nanoparticles Evaluated by Four Point Probe Method2020

    • Author(s)
      Suci Winarsih, Faisal Budiman, Hirofumi Tanaka, Tadashi Adachi, Takayuki Goto, Bambang Soegijono, Budhy Kurniawan, Isao Watanabe
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 860 Pages: 142-147

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.860.142

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cuナノワイヤーの1H/19F-NMR2021

    • Author(s)
      後藤貴行, 堀顕子, 草川拓海, 石井康之, 鈴木栄男
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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