2019 Fiscal Year Annual Research Report
ハニカム格子イリジウム酸化物の新奇量子スピン液体状態
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17H01140
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高木 英典 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40187935)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平岡 奈緒香 (太田奈緒香) 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40758827)
北川 健太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (90567661)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2次元ハニカム格子化合物H3LiIr2O6における量子スピン液体状態について、同位体効果の詳細を引き続き調べた。光学応答の測定結果から結晶構造解析の結果から予想される水素酸素の巨大同位体効果を裏付けると同時に、低温で2つの安定サイト間の量子トンネルの可能性を強く示唆した。水素の量子トンネルとこれと強く結合するJeff=1/2モーメントが織りなす量子スピン液体状態発現機構の関係は極めて興味深いテーマである。新しい流れの開拓の試みとしてJeff=0 Mott絶縁体と励起子磁性とくに励起子スピン液体の可能性を追求した。 LS結合の極限においてd4の基底状態は非磁性Jeff=0である。圧力印加などにより、Jeff=1励起状態の相互作用、すなわち励起分散を増加させると、量子臨界点を経て、励起子磁性への凝縮が起きると考えられている。モデル物質として4d K2RuCl6を取り上げ、理想的な非磁性Jeff=0状態を実験および理論（バンド計算）の視点から検証、証明した。それを発展させる形でAg2LiRu2O6（H3LiIr2O6と同じ構造）のJeff=0状態と圧力誘起励起子量子スピン液体相を探索した。結晶場の効果によりその基底状態は非磁性であるが理想的Jeff=0状態からはずれている。高圧磁化、NMR測定によって、常圧で観測された非磁性相が、別の非磁性相へ量子相転移することが判明した。励起子磁性（特にスピン液体）の可能性を検討している。H3LiIr2O6の類縁物質SrIrO3及びCaIrO3のSn置換によるディラック半金属絶縁体転移の考察を行った。SrIrO3では置換により明確なディラック半金属-磁性絶縁体転移が観測されるのに対し、CaIrO3では明確な転移を示さずに徐々に絶縁体化する。前者は電子相関制御の転移であるのに対して、後者ではAnderson-Mott転移が実現していると解釈した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(40 results)
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[Journal Article] Lattice dynamics and structural transition of the hyperhoneycomb iridate $\ensuremath{\beta}\ensuremath{-}{\mathrm{Li}}_{2}{\mathrm{IrO}}_{3}$ investigated by high-pressure Raman scattering2020
Author(s)
S. Choi, H.-S. Kim, H.-H. Kim, A. Krajewska, G. Kim, M. Minola, T. Takayama, H. Takagi, K. Haule, D. Vanderbilt, B. Keimer
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 101
Pages: 54102-1-10
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Spin-orbit-controlled metal-insulator transition in Sr 2 IrO 42020
Author(s)
B. Zwartsenberg, R. P. Day, E. Razzoli, M. Michiardi, N. Xu, M. Shi, J. D. Denlinger, G. Cao, S. Calder, K. Ueda, J. Bertinshaw, H. Takagi, B. J. Kim, I. S. Elfimov, A. Damascelli
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Journal Title
Nat. Phys.
Volume: 16
Pages: 290-294
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Black Current: Structure, Characterization, and Optoelectronic Properties of Ce3Cl3[MoO6]2019
Author(s)
K. V. Dorn, B. Blaschkowski, H. Bamberger, J. van Slageren, K. Doll, R. Claus, Y. Matsumoto, H. Takagi, I. Hartenbach
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Journal Title
Chemistry - A European Journal
Volume: 25
Pages: 7921-7926
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Giant thermal Hall conductivity in the pseudogap phase of cuprate superconductors2019
Author(s)
G. Grissonnanche, A. Legros, S. Badoux, E. Lefrancois, V. Zatko, M. Lizaire, F. Laliberte, A. Gourgout, J.-S. Zhou, S. Pyon, T. Takayama, H. Takagi, S. Ono, N. Doiron-Leyraud, L. Taillefer
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Journal Title
Nature
Volume: 571
Pages: 376-380
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Pressure-induced structural dimerization in the hyperhoneycomb iridate $\ensuremath{\beta}\text{\ensuremath{-}}\mathrm{Li}{}_{2}\mathrm{IrO}{}_{3}$ at low temperatures2019
Author(s)
L. S. I. Veiga, K. Glazyrin, G. Fabbris, C. D. Dashwood, J. G. Vale, H. Park, M. Etter, T. Irifune, S. Pascarelli, D. F. McMorrow, T. Takayama, H. Takagi, D. Haskel
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 100
Pages: 64104-1-13
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Superconductivity at 4.8 K and Violation of Pauli Limit in La2IRu2 Comprising Ru Honeycomb Layer2019
Author(s)
H. Ishikawa, U. Wedig, J. Nuss, R. K. Kremer, R. Dinnebier, M. Blankenhorn, M. Pakdaman, Y. Matsumoto, T. Takayama, K. Kitagawa, H. Takagi
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Journal Title
Inorg. Chem.
Volume: 58
Pages: 12888-12894
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Valence-bond insulator in proximity to excitonic instability2019
Author(s)
Y. Chiba, T. Mitsuoka, N. L. Saini, K. Horiba, M. Kobayashi, K. Ono, H. Kumigashira, N. Katayama, H. Sawa, M. Nohara, Y. F. Lu, H. Takagi, T. Mizokawa
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 100
Pages: 245129-1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Inverse-perovskites A3BO (A = Sr, Ca, Eu/B = Pb, Sn): A platform for control of Dirac and Weyl Fermions2019
Author(s)
A. W. Rost, J. Kim, S. Suetsugu, V. Abdolazimi, K. Hayama, J. A. N. Bruin, C. Muehle, K. Kitagawa, A. Yaresko, J. Nuss, H. Takagi
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Journal Title
APL Materials
Volume: 7
Pages: 121114-1-7
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] 周波数領域角度分解光電子分光法によるTa2NiSe5における光誘起絶縁体金属転移の研究(理論)2019
Author(s)
篠原康, 鈴木剛, 魯楊帆, 渡邉真莉, 徐佳笛, 高木英典, 野原実, 片山尚幸, 澤博, 藤澤正美, 金井輝人, 石井順久, 板谷治郎, 溝川貴司, 岡﨑浩三, 辛埴, 石川顕一
Organizer
日本物理学会2019年秋季大会
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[Presentation] 周波数領域角度分解光電子分光法によるTa2NiSe5における光誘起絶縁体金属転移の研究(実験)2019
Author(s)
鈴木剛, 篠原康, 魯楊帆, 渡邉真莉, 徐佳笛, 高木英典, 野原実, 片山尚幸, 澤博, 藤澤正美, 金井輝人, 石井順久, 板谷治郎, 溝川貴司, 石川顕一, 岡﨑浩三, 辛埴
Organizer
日本物理学会2019年秋季大会
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[Presentation] 励起子絶縁体Ta2Ni1-xCoxSe5の時間分解光電子分光2019
Author(s)
密岡拓心, 鈴木剛, 渡邉真莉, 藤澤正美, 金井輝人, 石井順久, 板谷治郎, 岡崎浩三, 辛埴, 野原実, 片山尚幸, 澤博, 魯楊帆, 高木英典, 溝川貴司
Organizer
日本物理学会2019年秋季大会
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