有機ラジカルを用いたランダム性が誘起する量子スピン液体のパラメータ制御
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19J01004
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
河野 洋平 大阪府立大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 有機磁性体 / 低次元量子スピン系 / ランダムシングレット / 有機合成 / 極低温物性測定 |
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| Outline of Research at the Start |
絶対零度でも秩序が生じない量子スピン液体(QSL)という状態がその特殊性から近年盛んに研究されている。しかしながら、実際の物質と理論を結びつけることは多くの場合、完全に成功してはいない。本研究では、QSLの発現機構として有力なランダムシングレット(RS)描像の候補物質である金属-有機ハイブリッド磁性体を元に、新規物質の開発とその極低温領域(2 K以下)での物性を解明する。有機磁性体の高度な拡張性を利用することで、RS描像のQSL状態の実現を目指すとともに、新奇な量子物性を開拓する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は研究課題に直接関連する物質として、主にフェルダジルラジカルベースの金属-有機ハイブリッド磁性体[Zn(hfac)2](o-Py-V-p-F)の構造解析と極低温物性測定、[Zn(hfac)2](o-Py-V-p-Br)の合成と構造解析をおこなった。相互作用にランダム性を持つS = 1/2ハニカム格子磁性体[Zn(hfac)2](o-Py-V-p-Cl)における先行研究で、理論的に提案されているランダムシングレット描像の量子スピン液体と呼ばれる物理現象に特徴的な振る舞いが観測されていた。前述の２つの物質はこの先行物質の塩素Clをそれぞれフッ素F、臭素Brに置換したものである。分子軌道計算という手法を用いて、これら２つの物質の相互作用を評価したところ、先行物質と異なるパラメータが得られた。この結果から研究の目的のパラメータ制御としては一定の成果を得ることができたと考えられる。特にフッ素Fに置換した物質では極低温(~80 mK)における特徴的な振る舞いとして、飽和(~6 T)までの磁化曲線に傾きが一定となる３つの領域が存在する事がわかった。この特徴は先行物質には見られなかった振る舞いである。また、３つの領域が存在することは、分子軌道計算から評価された３種類のランダムな相互作用のパターンが、直接磁性に反映されていることを示唆している。磁化曲線の線形性はランダムシングレット描像の量子スピン液体の理論計算においても予想されており、以上の結果から、これらの物質群が当該物理現象の解明を目指す上で有用であることが期待される。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
