An NMR study on a possible exitonic insulator

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03750
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: KATO Harukazu 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 准教授 (60363272)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 励起子絶縁体

Outline of Final Research Achievements

Pr0.5Ca0.5CoOx (PCCO) is an example of an exitonic insulator. Sample preparation, evaluation of oxygen contents, and nuclear magnetic resonance (NMR) measurements have been done on PCCO, as well as a related compound Pr0.5Sr0.5CoOx(PSCO). The NMR spectrum of PCCO is consist of two regions; the one derived from Co nuclei with having on-site ferromagnetic moments, and the other from nonmagnetic ones. The former of the spectrum shows complicated shape, indicating that the ferromagnetic region involves non-uniform magnetic moment in magnitude. The results are compared with different-oxygen-content samples, and with PSCO. Relation with exitonic phase is discussed.

Free Research Field

固体物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

物性研究において、金属絶縁体転移の物理はながらく中心的な課題の一つであり、今なおそうである。絶縁化の機構のひとつとして、励起子絶縁体なる概念が半世紀以上前に理論的に予言されているものの、実験的な実証は十分でない。NMRは、原子核をプローブとすることで原子レベルでの局所電子環境を検出することを可能にする。本研究は、ローカルな存在である励起子およびその凝縮相についてヒントを得ようと、励起子絶縁体の候補物質についてNMR測定を行ったものである。本研究は主に強磁性状態にある電子の微視的実態について明らかにしたが、それらは励起子相の形成を考える上で一つの実験的な知見を与えるものと考える。