Study of spin chirality in quantum spin liquids by thermal-Hall measurement
Project/Area Number |
19H01848
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
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Keywords | 量子スピン液体 / 熱ホール測定 / 熱輸送測定 / 熱ホール効果 / 熱輸送特性 / スピンカイラリティ |
Outline of Research at the Start |
物質中の電子がある種のねじれた構造をもつと、そのねじれかたに特有の性質が現れることが知られている。磁石のもととなる電子のスピンにも似たようなねじれ(スピンカイラリティ)による性質が現れることが理論的に予測されてきたが、スピンカイラリティをどのように実験的に検出してよいかわからなかった。そこで、本研究では熱流の微小な曲がり具合を測定する熱ホール測定を低温まで行うことによって、スピンカイラリティの研究を可能にする。これらの研究から量子スピン液体相におけるスピン励起のトポロジーやスピンカイラリティによる現象を明らかにする。
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Outline of Final Research Achievements |
In this study, in order to clarify the elementary excitations in the quantum spin liquid phase, we investigated the thermal Hall effect in magnetic insulators to clarify the effect of spin chirality of elementary spin excitations, which has been difficult to measure directly so far. During the research period, we succeeded in performing thermal Hall measurements in the kagome antiferromagnet Cd-Capellasite, the skyrmion-host ferromagnetic insulator GaV4Se8, the new Kitaev-spin-liquid candidate Na2Co2TeO6, and the antiferro-skyrmion material MnSc2S4. Our successful measurements on these materials provide new knowledge on the relationship between the thermal Hall effect and the spin chirality in magnetic insulators.
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
磁場によって金属中を流れる電流が曲げられるホール効果と同様の現象が、金属の流れない絶縁体中の熱流に対する熱ホール効果として現れることを系統的に研究し、そのメカニズムの一端を明らかにした。特に、磁気スキルミオンのような磁気構造がうみだす創発磁場が電流だけでなく、熱流にも作用することを明らかにした。これらの成果は固体中のスピン構造が生み出す創発磁場の理解と応用を大きく進展させる結果であると考えている。
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Report
(5 results)
Research Products
(35 results)
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[Journal Article] Charge and spin interplay in a molecular-dimer-based organic Mott insulator2022
Author(s)
Natalia Drichko, Shiori Sugiura, Minoru Yamashita, Akira Ueda, Shinya Uji, Nora Hassan, Yoshiya Sunairi, Hatsumi Mori, Elena I. Zhilyaeva, Svetlana Torunova, and Rimma N. Lyubovskaya
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 106
Issue: 6
Pages: 064202-064202
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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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
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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