2020 Fiscal Year Research-status Report
Search for anomalous physical properties via controlling of spin-orbit coupling effect of the Kitaev magnet with using low-temperature metathesis reaction
| Project/Area Number |
19K14646
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
|---|
Principal Investigator |
原口 祐哉 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70808667)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | キタエフ模型 / 磁性体 / スピン軌道相互作用 / 低温合成 / 新物質 / イリジウム酸化物 / コバルト酸化物 / スピン液体 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度には、前年度に掲げた目標であるハイパーハニカム型β-ZnIrO3の合成手法の確立および新物質LaNaIr2O6の物性評価を主に行った。さらに、近年キタエフ磁性が予言されている高スピンd7電子系における物質探索を行い、新物質CaCo2TeO6の合成に成功した。
ハイパーハニカム型β-ZnIrO3については昨年度まで試料依存性が強く再現性のある実験が行えていなかった。当該年度はその合成方法を改良し、試料依存性が抑えられスピン液体的な振る舞いを示す試料を再現よく得ることができるようになった。今後は本試料を用いて0.5Kまでの極低温物性測定を行い、キタエフスピン液体が実現しているかどうかを検証する。
また、新物質LaNaIr2O6はNa2IrO3を前駆体とした複分解反応によって得られた。本物質は、比熱や磁化率は金属的であるにも関わらず、電気抵抗率は半導体的であり、モット絶縁体と金属の中間的な状態となっている可能性がある。
また、CaCo2TeO6では、磁場誘起キタエフスピン液体の最有力候補物質であるα-RuCl3とよく似た磁化率の磁場-温度依存性を示す事がわかった。現在比熱測定が進行中である。
さらに、β-ZnIrO3とは異なるハイパーハニカム型の新物質も得られた。結果についてはまだ学会発表および論文発表を行っていないため、この場での具体的な物質名は控えさせていただくが、β-ZnIrO3の相互作用が強磁性的であるのに対して、新物質では反強磁性的であることがわかり、β-ZnIrO3との比較により局所的な構造と磁性の関係が明らかになることが期待される。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新物質開拓という観点から言えば、すでに4種類の新物質の合成に成功し、β-ZnIrO3の合成方法もほぼ確立できたので、当初の計画以上に進展していると言えるが、当該年度はCovid-19の影響により液体ヘリウムを用いた実験を行うことがあまりできず、物性解明の観点では予定通りに研究を推進することができなかった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
β-ZnIrO3についての3Heを用いた極低温比熱測定により基底状態の解明を行う。また、CaCo2TeO6についても磁場誘起スピン液体の有無の解明を行うだけでなく、高圧印加による磁性制御を試みる。またハイパーハニカム型新物質の構造解明および物性解明を行う。さらには、Co2+ハニカム格子の新物質探索を続ける予定である。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響により出張実験および学会発表がキャンセルになったため旅費について減少した。また、純良試料のストックも減ってきたため、純量試料の購入に充てる。また、前年度の研究において、現在研究室が保有している試料合成用の炉の数が足りなくなることがしばしば見られたので、実験の効率化を図るために焼成炉を複数購入する予定であり物品費を多めに充てる。さらに、京都大学において比熱測定実験およびNMR測定実験などを複数計画しているため、旅費を当初よりも多く計上する。
|
