• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

量子スピンカゴメ格子の磁気転移と遅いゆらぎ

Publicly Offered Research

Project AreaNovel States of Matter Induced by Frustration
Project/Area Number 22014004
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

吉田 誠  東京大学, 物性研究所, 助教 (40379475)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywords磁性 / 磁気共鳴 / フラストレーション / 量子スピン系 / 強相関電子系
Research Abstract

量子スピンカゴメ格子のモデル物質ボルボサイトCu_3V_2O_7(OH)_2・2H_2Oにおいて、強磁場中の詳細な核磁気共鳴(NMR)測定により、遅いゆらぎを伴った異常なスピンと、ほとんど通常の反強磁性状態にあると考えられるスピンの共存状態(Heterogeneous spin state)が測定限界の31 Tまで安定であることを見出した。また、通常の反強磁性的な状態にあるスピンが25 Tで強磁性偏極することを見出した。この部分的な強磁性偏極が、ボルボサイトで見られる特徴的な磁化ステップ現象の原因であることを明らかにした。低温強磁場の磁化およびNMRの結果が、一次元方向に交換相互作用を強くしたカゴメのモデルで定性的に理解できることを示した。これらの結果は量子スピンカゴメ格子の性質の理解を大きく進めるものである。さらに単結晶ボルボサイトのNMRも進め、ボルボサイトで見られる異常物性がクリーンな極限でも同様に観測される本質的なものであることを確認した。
また、より理想的なカゴメ格子のモデル物質であるベシニエイトBaCu_3V_2O_8(OH)_2の純良試料において詳細なNMR測定を行い、13Kから徐々にスピンの秩序化が生じ、9Kで明確な長距離磁気秩序を示すことを明らかにした。詳細なNMRの解析から、ベシニエイトの磁気構造がQ=0の120度構造に近いことを見出した。Q=0の120度構造はカゴメ格子にジャロシンスキー-守谷相互作用を加えた時に生じる磁気構造であることが理論的に指摘されている。よってこの実験結果は、ベシニエイトが実際に理想的なカゴメ格子であるものの、ジャロシンスキー-守谷相互作用のために長距離磁気秩序する系であることを示す結果である。これは理想的な量子スピンカゴメ格子の基底状態を正確に決定した初めての例であり、カゴメ格子の物理の理解を大きく進めるものである。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] High-Field Phase Diagram and Spin Structure of Volborthite Cu_3V_2O_7(OH)_2-2H_2O2012

    • Author(s)
      Makoto Yoshida, Masashi Takigawa, Steffen Kramer, Sutirtha Mukhopadhyay, Mladen Horvatic, Claude Berthier, Hiroyuki Yoshida, Yoshihiko Okamoto, Zenji Hiroi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 81 Issue: 2 Pages: 024703-024703

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.024703

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heterogeneous spin state in the field-induced phase of volborthite as seen via ^<51>V nuclear magnetic resonance2011

    • Author(s)
      Makoto Yoshida, Masashi Takigawa, Hiroyuki Yoshida, Yoshihiko Okamoto, Zenji Hiroi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 84 Issue: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.84.020410

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metal-Insulator Transition and Magnetic Order in the Pyrochlore Oxide Hg_2Ru_2O_72011

    • Author(s)
      Makoto Yoshida
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 80

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 単結晶volborthite Cu_3V_2O_7(OH)_2・2H_2OのNMR2012

    • Author(s)
      吉田誠
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体vesignieite BaCu_3V_2O_8(OH)_2のNMR2011

    • Author(s)
      吉田誠
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-23
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Cu_3V_2O_7(OH)_2・2H_2O (volborthite)における2種類のスピン状態の共存2010

    • Author(s)
      吉田誠
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      大阪府立大
    • Year and Date
      2010-09-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi