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Quantum phase transition between spin solid and liquid states on kagome antiferromagnet

Research Project

Project/Area Number 23740262
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

ONO Toshio  大阪府立大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (40332639)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) TANAKA Hidekazu  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80188325)
Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords物性実験 / 磁性フラストレーション系 / フラストレーション / 量子スピン系 / カゴメ格子反強磁性体 / スピン波 / スピン液体 / 量子相転移 / 磁性 / フラストレーション系 / 中性子散乱
Research Abstract

I have tried to control the ground states and the spin dynamics of the kagome antiferromagnets (KAF) by synthesizing the systematic mixture system of two kinds of fluoride kagome compounds which have the different ground states. An end member of the mixture system has the antiferromagneticallyordered state. Another end member has the non-magnetic pinwheel VBS state as the ground state. It was found that the phase transition temperature and the excitation energies from non-magnetic ground state to first excited magnetic state exhibit systematical change from the results of magnetic measurements carried out for the samples with various mixing ratio. In the first year of this project, first trial of the inelastic neutron scattering experiments using the single crystal have been performed, however, any strong magnetic excitations were not observed because of the broadening of the excitation signals caused by the randomness effects. At the end of the period of the present project, sufficiently large crystals suitable for the neutron scattering experiments were obtained. A detailed research for magnetic excitations for the mixed system will be performed using the neutron time-of-flight spectrometers, which has the advantage of counting efficiency for the low dimensional antiferromagnetic system.

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2011 Research-status Report
  • Research Products

    (45 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (35 results)

  • [Journal Article] スピン1/2のカゴメ格子反強磁性体の基底状態と磁気励起2013

    • Author(s)
      小野俊雄
    • Journal Title

      波紋

      Volume: 23巻 Pages: 25-28

    • NAID

      130007510507

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    • Author(s)
      小野俊雄
    • Journal Title

      波紋(日本中性子科学会誌)

      Volume: 23 Pages: 2528-2528

    • NAID

      130007510507

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      Phys. Rev. B

      Volume: 85巻

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      T. Amemiya
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      F. Yamada, H. Tanaka, T. Ono and H. Nojiri
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      Physical Review B

      Volume: 82 Issue: 2

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      Y.Shirata
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      Journal of Physical Society of Japan

      Volume: 80 Issue: 9 Pages: 093702-093702

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Published: 2011-08-05   Modified: 2020-05-15  

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