2003 Fiscal Year Annual Research Report

新奇な量子流体の物質探索と相制御

Research Project

Project/Area Number	12046221
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	高木英典東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40187935)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	廣井善二東京大学, 物性研究所, 教授 (30192719) 上田寛東京大学, 物性研究所, 教授 (20127054)
Keywords	超伝導 / 幾何学的フラストレーション / パイロクロア格子 / 光キャリアドーピング / 電荷秩序 / 熱電材料 / 超巨大磁気抵抗 / 相競合
Research Abstract	新物質開発では、新しいパイロクロア超伝導体KOs_2O_6を発見した。エキゾチック超伝導の可能性が意識され話題を呼んでいる。舞台となるパイロクロア格子は幾何学的フラストレーションの極めて強い格子系として知られている。フラストレーションによって長距離秩序生成が妨げられた結果生じるスピンや電荷の液体状態形成が、超伝導発現に何らかの役割を果たしているのか、今後の展開に期待する。その他にも新しい水を含む層状カルコゲナイド超伝導体や新規三角格子Rh酸化物の熱電材料の開発などの新物質が次々と発見された。新しい物性開拓の手法として、界面を用いた光キャリアドーピングの手法を提唱した。TiO_2やSrTiO_3など還元性の強い物質と様々な物質の界面を作製し、これに紫外光を照射することで界面での光電荷の移動を生じさせ、これによって界面付近にキャリアを注入する。高温超伝導体やMn酸化物などにおいて、キャリア注入を示す電気抵抗の急激な変化を見出した。化学的手法によるドーピングが困難な系の金属化の新しい手法として更なる展開を図る予定である。フラストレーションの強いスピネル酸化物の物質開拓を行い、電荷秩序状態の相制御をAlV_2O_4を舞台に展開したほか、新しい競合相互作用系としてGeNi_2O_4を見出し、複雑な逐次相転移を明らかにした。また、相競合の結果超巨大磁気抵抗を生み出すマンガンペロブスカイト酸化物において陽イオンの秩序化を巧妙に制御することにより、乱れと相競合の関係を実験的に明らかにした。

Research Products

(14 results)

All Other

All Publications (14 results)

[Publications] K.Matsuno, H.Takagi et al.: "Charge ordering and spin frustration in AlV_<2-x>Cr_xO4"PHYS.REV.LETT.. 90(9). 096404 (2003)
[Publications] Y.Kohsaka, T.Sasagawa, H.Takagi et al.: "Angle-resolved photoemission spectroscopy of (Ca, Na)_2CuO_2Cl_2 crystals : Fingerprints of a magnetic insulator in a heavily underdoped superconductor"J.PHYS.SOC.JPN.. 72(5). 1018-1021 (2003)
[Publications] F.Ronning, H.Takagi et al.: "Evolution of a metal to insulator transition in Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 as seen by angle-resolved photoemission"PHYS.REV.B. 67(16). 165101 (2003)
[Publications] Hawthorn DG, H.Takagi et al.: "Field-induced thermal metal-to-insulator transition in underdoped La_<2-x>Sr_xCuO_<4+δ> a"PHYS.REV.LETT.. 90(19). 197004 (2003)
[Publications] M.Kenzelmann, H.Takagi et al.: "Structure of end states for a haldane spin chain"PHYS.REV.LETT.. 90(8). 087202 (2003)
[Publications] A.Koda, H.Takagi et al.: "Spin fluctuation in LiV_2O_4 studied by muon spin relaxation"PHYSICAL REVIEW B. 69(1). 012402 (2004)
[Publications] T.Nakajima, Y.Ueda et al.: "Ground State Properties of the A-site Ordered Manganites, RBaMn_2O_6 (R=La, Pr and Nd)"Journal of Physical Society of Japan. 72. 3237-3242 (2003)
[Publications] C.Presura, Y.Ueda et al.: "Charge-Ordering Signatures in the Optical Properties of β-Na_<0.33>V_2O_5"Physical Review Letters. 90. 026402-1-026402-4 (2003)
[Publications] Y.Muraoka, Z.Hiroi: "Photocarrier Injection to Transition Metal Oxides"Journal of Physical Society of Japan. 72. 781-784 (2003)
[Publications] S.Yonezawa, Z.Hiroi et al.: "Superconductivity in a pyrochlore-related oxide KO_s2O_6"J.Phys.:Condens.Matter. 16. L9-L12 (2004)
[Publications] Z.Hiroi et al.: "Correlations and Semimetallic Behaviors in Pyrochlore Oxide Cd_2Re_2O_7"J.Phys.Soc.Jpn.. 72(1). 21-24 (2003)
[Publications] Z.Hiroi et al.: "Ferromagnetic Ising Spin Chains Emerging from the Spin Ice under Magnetic Field"J.Phys.Soc.Jpn.. 72(12). 3045-3048 (2003)
[Publications] J.Yamaura, Z.Hiroi et al.: "Ultraviolet light selective photodiode based on an organic-inorganic heterostructure"Appl.Phys.Lett.. 83(11). 2097-2099 (2003)
[Publications] Z.Hiroi et al.: "Specific heat of Kagome ice in the pyrochlore oxide Dy_2Ti_2O_7"J.Phys.Soc.Jpn.. 72(2). 411-418 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

新奇な量子流体の物質探索と相制御

Principal Investigator

高木 英典 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40187935)

Research Products

[Publications] K.Matsuno, H.Takagi et al.: "Charge ordering and spin frustration in AlV_<2-x>Cr_xO4"PHYS.REV.LETT.. 90(9). 096404 (2003)

[Publications] Y.Kohsaka, T.Sasagawa, H.Takagi et al.: "Angle-resolved photoemission spectroscopy of (Ca, Na)_2CuO_2Cl_2 crystals : Fingerprints of a magnetic insulator in a heavily underdoped superconductor"J.PHYS.SOC.JPN.. 72(5). 1018-1021 (2003)

[Publications] F.Ronning, H.Takagi et al.: "Evolution of a metal to insulator transition in Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 as seen by angle-resolved photoemission"PHYS.REV.B. 67(16). 165101 (2003)

[Publications] Hawthorn DG, H.Takagi et al.: "Field-induced thermal metal-to-insulator transition in underdoped La_<2-x>Sr_xCuO_<4+δ> a"PHYS.REV.LETT.. 90(19). 197004 (2003)

[Publications] M.Kenzelmann, H.Takagi et al.: "Structure of end states for a haldane spin chain"PHYS.REV.LETT.. 90(8). 087202 (2003)

[Publications] A.Koda, H.Takagi et al.: "Spin fluctuation in LiV_2O_4 studied by muon spin relaxation"PHYSICAL REVIEW B. 69(1). 012402 (2004)

[Publications] T.Nakajima, Y.Ueda et al.: "Ground State Properties of the A-site Ordered Manganites, RBaMn_2O_6 (R=La, Pr and Nd)"Journal of Physical Society of Japan. 72. 3237-3242 (2003)

[Publications] C.Presura, Y.Ueda et al.: "Charge-Ordering Signatures in the Optical Properties of β-Na_<0.33>V_2O_5"Physical Review Letters. 90. 026402-1-026402-4 (2003)

[Publications] Y.Muraoka, Z.Hiroi: "Photocarrier Injection to Transition Metal Oxides"Journal of Physical Society of Japan. 72. 781-784 (2003)

[Publications] S.Yonezawa, Z.Hiroi et al.: "Superconductivity in a pyrochlore-related oxide KO_s2O_6"J.Phys.:Condens.Matter. 16. L9-L12 (2004)

[Publications] Z.Hiroi et al.: "Correlations and Semimetallic Behaviors in Pyrochlore Oxide Cd_2Re_2O_7"J.Phys.Soc.Jpn.. 72(1). 21-24 (2003)

[Publications] Z.Hiroi et al.: "Ferromagnetic Ising Spin Chains Emerging from the Spin Ice under Magnetic Field"J.Phys.Soc.Jpn.. 72(12). 3045-3048 (2003)

[Publications] J.Yamaura, Z.Hiroi et al.: "Ultraviolet light selective photodiode based on an organic-inorganic heterostructure"Appl.Phys.Lett.. 83(11). 2097-2099 (2003)

[Publications] Z.Hiroi et al.: "Specific heat of Kagome ice in the pyrochlore oxide Dy_2Ti_2O_7"J.Phys.Soc.Jpn.. 72(2). 411-418 (2003)

高木英典東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40187935)