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2009 Fiscal Year Annual Research Report

三次元カゴメ格子の磁気励起と軌道液体状態の探索

Research Project

Project/Area Number 20046005
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

藤山 茂樹  The Institute of Physical and Chemical Research, 高木磁性研究室, 専任研究員 (00342634)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 樹神 克明  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (10313115)
Keywordsフラストレーション / 共鳴磁気X線散乱
Research Abstract

ハイパ二カゴメ格子構造を持つNa_4Ir_3O_8は三次元スピンネットワークを持つ物質で初めて量子スピン液体挙動を示す物質である。この物質は単結晶育成のプロセスでナトリウムが欠損し、量子スピン液体相に隣接する金属相という状態が存在することが明らかとなってきた。高輝度放射光を用いた高分解能単結晶構造解析により、ナトリウム欠損量を定量化することに成功し、極低温領域の比熱測定からこの金属相とスピン液体相の電子状態が比較的連続的に接続されていることを見出した。
実験技術的成果として、これまで常磁性状態におけるスピン相関の波数依存性は中性子散乱によってしか測定できなかった。この手法は1cm級の巨大単結晶を必要とし、かつ中性子吸収元素に対しては適用されない欠点を持つ。我々は0.3mm程度のSr_2IrO_4単結晶を用いた共鳴磁気X線散乱法により、常磁性領域における磁気散漫散乱の観測に成功した。この結果、面内磁気相関は面間相関と比較してはるかに高温から成長が始まり、三次元的磁気秩序温度直上になって初めて面間相関が急激に成長することを明らかにした。面内磁気相関長の温度変化から反強磁性結合定数定数Jの定量化に成功した。さらにその後、幾何学的フラストレーションを有するイリジウムパイロクロアにおいても磁気散漫散乱の観測に成功し、これまで全く分かっていなかった、イリジウムパイロクロア系の磁気相関関数をあきらかにすることに成功した。

  • Research Products

    (9 results)

All 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Direct Synthesis of Powdery Inorganic Electride[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(e^-)_4 and Determination of Oxygen Stoichiometry2009

    • Author(s)
      S.Matsuishi et al.
    • Journal Title

      Chemistry of Materials 21

      Pages: 2589-2591

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Antiferromagnetic bipolar semiconductor LaMnPO with ZrCuSiAs-type structure2009

    • Author(s)
      H.Yanagi et al.
    • Journal Title

      J.Appl.Phys. 105

      Pages: 093916-1-8

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 共鳴磁気X線散乱によるSr3Ir207の磁気構造2010

    • Author(s)
      藤山茂樹
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] Metal insulator transition of pyrochlore T12Rh207 bserved by T1 NMR2009

    • Author(s)
      藤山茂樹
    • Organizer
      Emergent phenomena of correlated materials
    • Place of Presentation
      理化学研究所(埼玉県)
    • Year and Date
      2009-12-04
  • [Presentation] 二層系イリジウム酸化物Sr3Ir207の共鳴磁気X線散乱2009

    • Author(s)
      藤山茂樹
    • Organizer
      物性科学領域横断研究会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2009-11-30
  • [Presentation] 軌道自由度に誘起されたパイエルス状態T12Rh2072009

    • Author(s)
      藤山茂樹
    • Organizer
      物性科学領域横断研究会「スピンが拓く物性科学の最前線」
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2009-11-30
  • [Presentation] 共鳴磁気X線散乱でみたパイロクロアイリジウム酸化物Eu2Ir207の磁気相関2009

    • Author(s)
      藤山茂樹
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-27
  • [Presentation] イリジウム酸化物磁性体とカイラリティ2009

    • Author(s)
      藤山茂樹
    • Organizer
      フラストレーションとカイラリティ
    • Place of Presentation
      有馬温泉(兵庫県)
    • Year and Date
      2009-07-04
  • [Presentation] Spin excitation of three dimensional spin liquid Na4Ir3082009

    • Author(s)
      藤山茂樹
    • Organizer
      Frustration in Condensed Matter
    • Place of Presentation
      リヨン・フランス
    • Year and Date
      2009-05-13

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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