Systematic studies of field-induced quantum phases in kagome lattice antiferromagnets

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01179
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: UEDA Hiroaki 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10373276)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 道岡 千城 京都大学, 理学研究科, 助教 (70378595)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 磁性 / スピンフラストレーション / カゴメ格子 / 磁化プラトー

Outline of Final Research Achievements

Kagome lattice antiferromagnets are well-known to hardly form magnetically ordered phase owing to geometrical frustration. In this study, we have successfully discovered four new compounds that have trivalent titanium ions as magnetic ions, and elucidated their magnetic properties. Most of them exhibit magnetization plateau, indicating that this phenomenon characterizes quantum spin Kagome lattice antiferromagnets.

Free Research Field

低温物性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

量子スピン系のカゴメ格子反強磁性体としては、スピン軌道相互作用の強い銅イオンを含むもののみしかこれまで知られていなかった。スピン軌道相互作用の弱い三価のチタンイオンからなるカゴメ格子を新たに開発し、その研究の舞台を広げたことは、今後のカゴメ格子系の研究の発展に大きく寄与するものである。また、ほとんどのチタン系カゴメ格子反強磁性体で磁化プラトーを観測したことは、これが相互作用の異方性によらず普遍的な現象であることを示している。