磁化プラトー現象を示す新しい量子スピン磁性体の合成と磁性研究

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18540343
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 菊池 彦光 University of Fukui, 工学研究科, 教授 (50234191)
• Keywords: 磁化プラトー / 量子スピン系 / スピンフラストレーション / 強磁場 / 反強磁性体 / 一次元磁性体 / NMR / ダイヤモンド鎖

Research Abstract

本研究の目的は磁化プラトー現象を示す事が期待される新しい量子スピン系物質を探索・合成し、実際に磁化プラトー現象を観測してその磁性を研究することである。Cu^<2+>イオンがダイヤモンド鎖を形成しているCu_3(MoO_4)_2(OH)_2およびCu_3(MoO_4)_2(OH)_2-(4,4'-bipyridine)の磁化、磁化率を詳細に測定した。明確な磁化プラトーは見られなかったものの一次元フェリモデルで説明できた。我々が最初にダイヤモンド鎖磁性体であることを示したCu_3(CO_3)_2(OH)_2(アズライト)のCu-NMR測定を単結晶を用いて行った。その結果、モノマー、ダイマー各状態にある銅イオンスピンの微視的な配置構造を明らかにし、磁化等の巨視的測定に基づく、プラトー状態に関する我々の主張をほぼ支持する結果を得た。しかし実験結果を説明するためには単純なダイヤモンド鎖モデルでは不十分であることが分かり、アズライトの磁性を理解するためには更なる研究が必要である。新規化合物として、磁気異方性が大きいスピンダイマー化合物M(SeO_3)・2H_2O(M=Co, Ni)の強磁場磁化、磁化率、NMR測定を行い、多段のステップからなる磁化曲線を観測した。

Research Products

• [Journal Article] Spin Configurati on in the 1/3 Magnetization Plateau of Azurite Determined by NMR (2009)
  • Author(s): F. Aimo, S. Kramer, M. Klanjsek, M. Horvatic, C. Berthier, H. Kikuchi
  • Journal Title: Physical Review Letters 102 Pages: 127205(4)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi-frequency ESR study of S=1/2 frustration systems Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2 (2009)
  • Author(s): M. Tomoo, S. Okubo, T. Sakurai, T. Toinita, M. Fujisawa, H. Ohta, H. Kikuchi
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 145 Pages: 012035(4)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High field ESR measurements of S=1/2 kagome Heisenberg antiferromagnet ZnCu_3(OH)_6Cl_2 (2009)
  • Author(s): S. Okubo, M. Tomoo, H. 0hta, H. Kikuchi
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 145 Pages: 012011(4)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ^1H-NMR study of S=1/2 frustrated antiferromagnet Zn_xCU_<4-x>(OH)_6Cl_2 varying from kagome (x=1) to pyrochlore (x=O) (2009)
  • Author(s): H. Kikuchi, Y. Kubo, Y. Fujii
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 145 Pages: 012009(4)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] External Magnetic Field Effects on a Distorted Kagome Antiferromagnet (2008)
  • Author(s): J. -H. Kim, S. Ji, S. -H. Lee, B. Lake, T. Yildirim, H. Nojiri, H. Kikuchi, K. Habicht, Y. Qiu, K. Kiefer
  • Journal Title: Physical Review Letters 101 Pages: 107201(4)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] S=1/2パイロクロア型反強磁性体Cu_2(OH)_3Clの強磁場ESR測定 (2009)
  • Author(s): 友尾水樹, 大久保晋, 藤津真士, 櫻井敬博, 太田仁, 菊池彦光
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] ハニカム格子反強磁性体InCu_<2/3>V_<1/3>O_3の^<51>V NMR (2009)
  • Author(s): 藤井 裕, 高橋 大介, 菊池 彦光, 大久保 晋, 太田 仁
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] 二次元三角格子反強磁性体InMnO_3の磁気秩序 (2009)
  • Author(s): 菊池彦光, 渡逡功雄, 鈴木栄男, 川股隆行, A. Amato
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] S=l/2低次元反強磁性体DioptaseのCu/Si-NMR (2009)
  • Author(s): 萩原健太, 後藤貴行, 造田法弥, 藤澤真士, 大久保晋, 櫻井敬博, 大道英二, 太田仁, 稲垣祐次, 菊池彦光, 小野俊雄, 田中秀数, 上床美也
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] 三角格子反強磁性体InMnO_3の強磁場ESR測定II (2009)
  • Author(s): 松見成朗, 大久保晋, 藤澤真士, 太田仁, 古川貢, 中村敏和, 菊池彦光
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] ハニカム格子反強磁性体InCu_<2/3>V_<1/3>O_3の核磁気緩和 (2008)
  • Organizer: 2008年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • Place of Presentation: 福井市
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] スピンタイマー化合物Co(SeO_3)・2H_2Oの1H-NMR (2008)
  • Author(s): 荒井 智也, 田邊 雄一, 菊池 彦光, 藤井 裕, 松尾 晶, 金道 浩一
  • Organizer: 2008年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • Place of Presentation: 福井市
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] 三角格子反強磁性体HCrO_2の磁気秩序 (2008)
  • Author(s): 菊池 彦光, 藤井 裕, 渡邊 功雄, 鈴木 栄男, 川股 隆行, A. Amato
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] カゴメ格子磁性体Zn_xCu_4-x(OH)_6Cl_2(O≦x≦1)のサブミリ波ESRIV (2008)
  • Author(s): 友尾水樹, 大久保晋, 撰井敬博, 藤沢真土, 太田仁, 菊池彦光
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] 三角格子反強磁性体InMnO_3の強磁場ESR測定 (2008)
  • Author(s): 松見成朗, 大久保晋, 藤渾真士, 太田仁, 菊池彦光
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] 新規スピンタイマー化合物M(SeO_3)・2H_20(M=Co, Ni)の強磁場磁化過程 (2008)
  • Author(s): 田邊 雄一, 菊池 彦光, 藤井 裕, 松尾 晶, 金道 浩一
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-21
• [Presentation] ダイヤモンド鎖化合物Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場ESR測定 (2008)
  • Author(s): 日野俊一, 大久保晋, 太田仁, 菊池 彦光
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2008-09-21
• [Presentation] H-NMR study of the idle-spin magnet Cu_3(OH)_4SO_4 (2008)
  • Author(s): Y. Fujii, Y. Azuma, H. Kikuchi, Y. Yamamoto
  • Organizer: Highly Frustrated Magnet ism 2008
  • Place of Presentation: Braunschweig, Germany
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] 1H-NMR study of S=1/2 frustrated antiferromagnet Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2 varying from kagome (x=1) to pyrochlore (x=0) (2008)
  • Author(s): H. Kikuchi, Y. Kubo, Y. Fujii
  • Organizer: Highly Frustrated Magnet ism 2008
  • Place of Presentation: Braunschweig, Germany
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] High Field Magnetization of Diamond Chain Compound (4, 4'-bpy) Cu_3 (0H)_2(Mo0_4)_2 (2008)
  • Author(s): H. Kikuchi. Y. Tanabe, Y. Fujii, A. Matsuo, K. Kindo
  • Organizer: 25th International Conference on Low Temperature Physi cs
  • Place of Presentation: Amsterdam, Nether land
  • Year and Date: 2008-08-10
• [Book] 金属錯体の現代物性化学 (2008)
  • Author(s): 山下正廣(編著), 小島憲道(編著), 芥川智行, 網代芳民, 有馬孝尚, 井上克也, 大越慎一, 大塩寛紀, 大場正昭, 岡本博, 加藤礼三, 菊池彦光, 北川宏, 小林昭子, 小林厚志, 小林速男, 志賀拓也, 高石慎也, 竹谷純一, 坪山明, 中村貴義, 長谷川美貴, 速水真也, 宮坂等, 守友浩, 山田鉄平共著
  • Total Pages: 420
  • Publisher: 三共出版