Spin Seebeck effect of quantum spin liquid states
Project/Area Number |
18K18730
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
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Research Institution | Osaka University (2019) The University of Tokyo (2018) |
Principal Investigator |
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Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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Keywords | 量子スピン液体 / 量子常誘電 / 量子常磁性状態 / 量子常誘電状態 |
Outline of Final Research Achievements |
To investigate the quantum spin liquid (QSL) states of κ-H3(Cat-EDT-TTF)2, we studied their effect of element substitution and spin Seebeck effect. We first performed the thermal conductivity and magnetic torque measurements for three types of κ-H3(Cat-X)2: X = EDT-d4-TTF, EDSe-TTF, EDT-ST. As a result, we have found that the gapless QSLs of κ-H3(Cat-EDT-TTF)2 are robust against the full substitution of X site that significantly affects both spin-1/2 triangular structures and hydrogen bonds. Considering the results of our dielectric permittivity measurements, we can conclude that in κ-H3(Cat-EDT-TTF)2, quantum proton fluctuations are an important factor for stabilizing the QSLs. Next, we tried to observe the spin Seebeck effect of κ-H3(Cat-EDT-TTF)2; however, we failed because the evaporation of platinum and tangsten with strong spin-orbit coupling on the clean surface of κ-H3(Cat-EDT-TTF)2 is difficult (this is future work).
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
量子スピン液体と量子常誘電状態が同時に実現しているκ-H3(Cat-EDT-TTF)2系の研究を行なった。この試料では、「スピン自由度」と「プロトン自由度」が同時に揺らぎ続けている量子スピン液体であり、従来のものとは一線を画する。本研究において元素置換効果を調べたところ、このような多自由度量子スピン液体は、通常のものに比べて外的要因に対して安定度が増すことが分かった。この結果は、長年問題であった量子スピン液体の安定化メカニズムを理解する上で、大きな手がかりになると考えられる。
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Report
(3 results)
Research Products
(24 results)
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[Journal Article] Thermal-transport studies of kagome antiferromagnets2020
Author(s)
M. Yamashita, M. Akazawa, M. Shimozawa, T. Shibauchi, Y. Matsuda, H. Ishikawa, T. Yajima, Z. Hiroi, M. Oda, H. Yoshida, H.-Y. Lee, J. H. Han and N. Kawashima
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Journal Title
Journal of Physics: Condensed Matter
Volume: 32
Issue: 7
Pages: 074001-074001
DOI
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Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Unusual thermal Hall effect in a Kitaev spin liquid candidate α-RuCl32018
Author(s)
Y. Kasahara, K. Sugii, T. Ohnishi, M. Shimozawa, M. Yamashita, N. Kurita, H. Tanaka, J. Nasu, Y. Motome, T. Shibauchi, and Y. Matsuda
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 120
Issue: 21
Pages: 217205-217205
DOI
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Peer Reviewed
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[Presentation] PrTr2Cd20(Tr=Pt, Rh)の電気輸送特性と温度磁場相図2020
Author(s)
足立涼, 佐賀範彰, 細井優, 下澤雅明, 井澤公一, 町田洋, 広瀬雄介, 土塔寛, 河野琢馬, 摂待力生
Organizer
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[Presentation] バルク層状磁性体に生じる非従来型異方的超伝導2019
Author(s)
櫻木俊輔, 佐々木秀, 明石遼介, 坂上良介, 黒田健太, C. Bareille, 橋本嵩広, 長島椿, 木下雄斗, 平田靖透, 下澤雅明, 浅井晋一郎, 土居抄太郎, 辻本直人, 國定聡, 野口亮, 黒川輝風, 東伸彦, 平田昂輝, T. K. Kim, C. Cacho, 益田隆嗣, 徳永将史, 和達大樹, 岡﨑浩三, 辛埴, 神原陽一, 山下穣, 近藤猛
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[Presentation] A non-linear Hall effect in a chiral nonmagnetic compound at zero field2019
Author(s)
K. Matsuura, M. Akazawa, M. Shimozawa, S. Fujii, M. Qiu, T. Ueno, T. Takahashi, Y. Mizukami, K. Hashimoto, T. Shibauchi, J. Gouchi, M. Yamashita, Y. Uwatoko, K. Kobayashi
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TopoMat2019
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Int'l Joint Research
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[Presentation] キラル反強磁性体CsCuCl3のc軸熱輸送特性2019
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赤澤仁寿, 土岐勇人, 杉井かおり, 下澤雅明, 山下穣, 高阪勇輔, 秋光純, 井上克也, J. Zaccaro, I. Gautier-Luneau, D. Luneau
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[Presentation] ダイマーモット絶縁体κ-(BEDT-TTF)2Hg(SCN)2X, (X = Br, Cl)における磁化率・磁気トルク測定2019
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山下穣, 杉井かおり, 下澤雅明, 上田顕, 森初果, Natalia Drichko, 杉浦栞理, 寺嶋太一, 宇治進也, Elena I. Zhilyaeva, Svetlana A. Torunova, Rimma N. Lyubovskaya
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[Presentation] 水素結合型モット絶縁体Cat-EDT系における量子常誘電・常磁性状態2019
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[Presentation] α-RuCl3における熱ホール効果の磁場角度依存性2019
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馬斯嘯, 笠原裕一, 大西隆史, 水上雄太, 田中桜平, 杉井かおり, 下澤雅明, 山下穣, 栗田伸之, 田中秀数, 那須譲治, 求幸年, 芝内孝禎, 松田祐司
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[Presentation] Quantum Disordered State of Magnetic and Electric Dipoles in Hydrogen-Bonded Organic Mott Insulator κ-H3(Cat-EDT-TTF)22018
Author(s)
M. Shimozawa, K. Hashimoto, A. Ueda, Y. Suzuki, K. Sugii, S. Yamada, Y. Imai, R. Kobayashi, K. Itoh, S. Iguchi, M. Naka, S. Ishihara, H. Mori, T. Sasaki, and M. Yamashita
Organizer
ICSM2018
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