2010 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Novel States of Matter Induced by Frustration |
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| Project/Area Number |
19052005
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
前川 覚 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 教授 (40135489)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 仁 神戸大学, フォトサイエンス研究センター, 教授 (70194173)
菊池 彦光 福井大学, 工学部, 教授 (50234191)
小山田 明 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 助教 (60211835)
松平 和之 九州工業大学, 工学部, 助教 (40312342)
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| Keywords | フラストレーション / 磁性体 / 新奇秩序 / 三角格子 / かごめ格子 / パイロクロア / 反強磁性 / 核磁気共鳴 |
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| Research Abstract |
代表者前川と分担者小山田は、スピン1/2有機三角格子反強磁性体EtMe_3Sb[Pd(dmit)_2]_2において、交換相互作用の1万分の1の低温まで磁気秩序が起こらず、量子スピン液体状態が実現していることを発見したが、さらに20mKの低温までの^<13>C-NMR実験により、1Kにおいて対称性の破れないしはトポロジカルな相転移が起こっていることを見いだした。これは金属におけるフェルミ液体の超伝導転移やヘリウム液体における超流動転移に対応する量子液体の不安定性による新しい相転移、新しい量子凝縮相状態である可能性がある。また1K以下の低温相の磁気励起はノードギャップを持つ可能性を指摘した。
またパイロクロア格子におけるフラストレーション現象を明らかにするためにs=1のNi_2(OH)_3ClのNMR実験を行い、スペクトル線幅の増大からこれまで理論的には予言されてはいるものの未だ発見されていないネマティック秩序が起こっている可能性を示した。スピン1/2パイロクロア格子反強磁性体Cu_2OCl_2についてもNMR実験を行い、磁気秩序状態は、all-in all-out構造であること、秩序状態でもフラストレーション特有の低エネルギー揺らぎが残っていることを明らかにした。パイロクロア格子におけるall-in all-out構造は初めての観測である。
一方、分担者太田はs=1/2パイロクロア格子Cu_2(OH)_3Clのスピンダイナミクスと基底状態を強磁場ESRで調べ、またs=1/2ハニカム格子反強磁性体InCu_<2/3>V_<1/3>O_3の強磁場ESRで,線幅の特異な増大現象を発見した。分担者菊池は種々のフラストレート磁性体の探索と基礎測定を行い、ハニカム格子磁性体InCu_<2/3>V_<1/3>O_3の低温域においても大きなスピン揺らぎが残っていることを見つけ、また三本鎖スピン格子磁性体Cu_3MoO_4(OH)_4では磁気秩序が生じないことを見いだした。分担者松平はパイロクロア格子スピンアイス物質Dy_2Ti_2O_7の緩和率を測定し、緩和機構に熱活性型温度域と量子効果が支配的な温度域が存在することを見いだした。
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[Journal Article] Development of high-pressure, high-filed and multi-frequency ESR apparatus and its application to quantum spin system2010
Author(s)
T.Sakurai, T.Horie, M.Tomoo, K.Kondo, N.Matsumi, S.Okubo, H.Ohta, Y.Uwatoko, K.Kudo, Y.Koike, H.Tanaka
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Journal Title
J.Phys. : Conf.Series
Volume: 215
Pages: 012184/1-4
Peer Reviewed
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[Presentation] 高周波数におけるS=3/2ハニカム格子反強磁性体Bi_3Mn_4O_<12>(NO_3)の強磁場ESR測定2010
Author(s)
于英杰, 張衛民, F.Elmasry, 櫻井敬博, 藤澤真士, 大久保晋, 太田仁, O.A.Sumirnova, 大西希, 東正樹, 熊田伸弘
Organizer
日本物理学会2010年秋期大会
Place of Presentation
大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
Year and Date
2010-09-23
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[Presentation] ボンド交替系Pb_2V_3O_9粉末試料のFIRレーザーによる強磁場ESR測定2010
Author(s)
大久保晋, 近藤健太, 日野俊一, 櫻井敬博, 太田仁, 藤澤真士, 那波和宏, 道岡千城, 加藤将樹, 和氣剛, 吉村一良
Organizer
日本物理学会2010年秋期大会
Place of Presentation
大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
Year and Date
2010-09-23
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[Presentation] 強磁性薄膜GdNの強磁性共鳴による研究II
Author(s)
福岡洋平, 藤澤真士, 張衛民, 大久保晋, 太田仁, 吉富大明, 來山真也, 喜多隆, 和田修
Organizer
日本物理学会第66回年次大会
Place of Presentation
新潟大学(東日本大震災のため中止になったが、発表としてはWeb上で成立)(予定)
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