2022 Fiscal Year Annual Research Report
有機導体における電荷異常物性の研究―核四重極共鳴によるアプローチ
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20K14401
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
小林 拓矢 埼玉大学, 研究機構, 助教 (50827186)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 有機伝導体 / 核四重極共鳴 / 電荷秩序 / 強相関電子系 / 反強磁性 / 超伝導 / 核磁気共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子相関によって多彩な物性を示す擬二次元有機導体に対して、絶縁層に位置する核種を用いて核磁気(NMR)・核四重極(NQR)共鳴測定を行った。まず電荷秩序を示すα型塩においては127I-NQR測定によって明確な一次相転移と共鳴線の非対称な分裂が観測され、この結果は機分子層の電荷配列パターンを考慮することで説明できることを明らかにした。これはNQR法により電荷配列パターンを実験的に調査可能であることを示している。
θ型塩においては、87Rb-NMR測定により、これまで見つかっていない温度領域におけるスローダイナミクスの観測に成功し、電荷秩序や電荷ガラスへの相転移メカニズムの解明につながる結果が得られた。
λ型塩に対しては、69,71Ga-NMR測定と電子系をオンサイトで観測できる13C-NMR法を組み合わせ、伝導層間の面間相互作用の大きさの評価に成功するとともに、Gaサイトでも電子系の磁気揺らぎが観測可能であることを見出した。またλ-(BEST)2GaCl4塩に対して2.5 GPa以下での圧力下13C-NMR測定を行い、当初の予想とは異なり、圧力によって反強磁性―常磁性―反強磁性転移を示すことを発見した。オフサイトの69,71Ga-NMR測定から二つの反強磁性状態の磁気構造は異なることが明らかとなり、その間に観測された常磁性は、2つの磁気構造のフラストレーションによる量子スピン液体状態である可能性を見出した。この電子状態の発見は、新しい機構による量子スピン液体の可能性を示唆する重要な結果であり、今後さらなる研究を進めていく。
他にもκ型塩やβ型塩に対してもNQR実験を行い、従来では見つかっていない相転移の発見や特異な格子のダイナミクスなどが明らかになった。以上のように、有機導体におけるNQR法はこれまでにない知見を与えることがわかり、今後さらに他の物質にも適用していく予定である。
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