2023 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of spin-lattice couplins in strongly correlated condensed matters at 1000 T
| Project Area | 1000-Tesla Chemical Catastrophe : Science of Chemical Bonding under Non-perturbative Magnetic Fields |
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| Project/Area Number |
23H04861
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
池田 暁彦 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (90707663)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 肇宏 東京電機大学, 工学部, 講師 (20845987)
米澤 進吾 京都大学, 工学研究科, 教授 (30523584)
野原 実 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (70272531)
大池 広志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (70725283)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2028-03-31
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| Keywords | スピン格子結合 / ポータブル100テスラ / 強相関電子系 / ファイバー磁気光学系 / X線自由電子レーザー / ダイマー量子スピン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度は1000テスラにおけるスピン格子結合の解明に向けて、実験手段における研究基盤を構築した。ポータブル100テスラ装置による120テスラ発生に成功し、ポータブル機として世界最高磁場を記録した。さらにこれを利用し、X線自由電子レーザー施設SACLAにおいて100テスラ強磁場かつ10ケルビンの低温環境において粉末X線回折実験のデータ取得に成功した。
1000テスラにおける新しい磁気光学的実験手法の開発にむけて、オールシングルモードファイバーによる磁気光学効果測定系の構築を行った。サンプル空間において金属パーツを排除すること、ファイバー内の磁気光学効果を排除することを目的として、中空ファイバー（フォトニック結晶ファイバー）を利用した。
目標とする、1000テスラにおける固体内の化学結合の切断を実現するための物質開発を行った。ThCr2Si2構造を有しSiサイトをPかAsが占有する物質を複数合成した。特にSrNi2P2のNiサイトへのFe置換効果を探索することで、Uncollapsed Tetragonal（ucT）からCollapsed Tetragonal（cT）への構造転移温度を低下させることに成功した。
ダイマー量子スピン系における超音波・磁歪計測を150テスラまで達成し、磁化の飽和化過程を始めて完全に解明した。その最中で新たな量子結晶状態を発見し、格子とスピンの結合状態を明らかにした。
1000テスラを利用した新物質状態の合成を目標として、急冷効果の探索を行うための実験手法開発を行った。パルス磁場中での電気抵抗測定とパルス加熱・急冷機能を持つプローブを製作した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ポータブル磁場発生装置として世界最高磁場の記録を更新し、実際にミクロ物性計測に成功した。150テスラにおけるスピン格子結合実験に成功し、ダイマー量子スピン系におけるスピン格子結合を解明できた。領域の目標である、1000テスラスピン格子結合実験に向けて、ゼロベースでスタートした計画も、初年度で大きく進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
100テスラX線実験が開拓された。これを利用して、固体酸素、LaCoO3、cT-ucT転移を起こす122系の超強磁場誘起新規結晶構造を探求する。1000テスラにおいてcT-ucT転移を起こす122系物質を中心として、新規結晶構造を探索する。この際に開発したファイバー磁気光学系、急冷効果実験系を利用する。
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[Presentation] Magnetic field-induced melting of charge-ordered phase in Bi0.5Ca0.5MnO3: Re-analysis of XRD results at 77 T2023
Author(s)
A. Ikeda, Y. Ishii, X. Zhou, S. Peng, Y. H. Matsuda, T. Yajima, Y. Kubota, I. Inoue, Y. Inubushi, K. Tono, M. Yabashi
Organizer
日本物理学会第78回年次大会
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[Presentation] Time-reversal symmetry breaking induced by chiral charge order in CsV3Sb52023
Author(s)
Soichiro Yamane, Yajian Hu, Giordano Mattoni, Keito Obata, Kanae Yada, Yongkai Li, Yugui Yao, Zhiwei Wang, Donghan Kim, Changyoung Kim, Jingyuan Wang, Camron Farhang, Jing Xia, Yoshiteru Maeno, Shingo Yonezawa
Organizer
MRM2023/IUMRS-ICA2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] カゴメ金属CsV3Sb5におけるCDW状態の時間反転対称性の検討2023
Author(s)
山根聡一郎, Yajian Hu, Giordano Mattoni, 小畑慶人, 矢田歌菜絵, Yongkai Li, Yugui Yao, Zhiwei Wang, Donghan Kim, Changyoung Kim, Jingyuan Wang, Camron Farhang, Jin Xia, 前野悦輝, 米澤進吾
Organizer
日本物理学会 第78回年次大会（2023年）
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