2020 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental study on the magnetic field-driven quantum phase transition in triangular lattice antiferromagnets with easy-plane anisotropy
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20J22215
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
児島 佑樹 東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子磁性 / 三角格子反強磁性体 / 非弾性中性子散乱実験 / 磁気励起 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
三角格子反強磁性体の磁気励起の解明を行った。本研究には量子三角格子反強磁性体(QTLAF)の大型の単結晶育成方法の確立が課題の一つにあった。そこで既に1 mmサイズの単結晶育成が確立されているBa2CoTeO6に注目した。この物質は量子三角格子系と量子イジング格子系を内在し、その二つの相互作用が非常に弱いことが知られていた。そこでQTLAFとしてBa2CoTeO6の磁気励起を研究するべくBa2CoTeO6の非弾性中性子散乱実験を行った。
Ba2CoTeO6の磁気励起はQTLAF物質Ba3CoSb2O9のものと類似した振る舞いが見られた。その一つとしてロトンライクミニマムと呼ばれる現象を確認した。この現象はマグノンを磁気励起の準粒子とした理論で再現できないことが知られていたが、近年、フェルミオニックスピノンを磁気励起の準粒子とした理論で再現できることが報告され、注目を浴びている。Ba3CoSb2O9でしか確認されていなかったロトンライクミニマム現象を異なる物質で同様の現象を確認したことは、この現象がQTLAFの普遍的な性質であると裏付ける一つの証拠となる。また、Ba3CoSb2O9と大きく異なる結果として、Ba2CoTeO6は三角格子の120度構造が面間方向の秩序が壊れていることが確認された。
予定していた多くの会議が新型コロナウイルス感染症の蔓延の非常事態により延期・中止されたが、前年度得られた結果はいくつかの国内会議で報告を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Ba2La2CoTe2O12の単結晶育成は様々なフラックス・条件で試したが2mmサイズの単結晶が得られず予定通りには進まなかった。一方で、既に1 mmサイズの単結晶育成が確立されているBa2CoTeO6に注目し、磁気励起を研究するべく非弾性中性子散乱実験を行った。その結果、Ba3CoSb2O9でしか確認されていなかった複数のロトンライクミニマム現象を磁気励起の中で確認することに成功した。予定していた多くの会議が新型コロナウイルス感染症の蔓延の非常事態により延期・中止されたものの、オンラインで開催されている会議に参加し報告を行うことが出来た。これらの状況を踏まえておおむね進展のある成果が得られたと認識した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ba2La2CoTe2O12の単結晶育成を引き続き中心的課題として研究を行う。同時に三角格子反強磁性体の類似物質の単結晶育成も試みる。良い単結晶が得られて物質から単結晶の結晶性を確認し、磁気特性、熱的特性を測定する。Ba2CoTeO6の非弾性中性子散乱実験で見られた様々な現象の原因解明を行い、論文にまとめる。また引き続きオンラインで開催されている会議に積極的に参加し報告を行う。
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