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2022 Fiscal Year Research-status Report

NMR studies of strong correlated Dirac-Weyl Fermions under high magnetic field

Research Project

Project/Area Number 20KK0060
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

宮川 和也  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90302760)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 須波 圭史  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (80886911)
浦井 瑞紀  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 学術専門職員 (20886915)
鹿野田 一司  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20194946)
Project Period (FY) 2020-10-27 – 2024-03-31
Keywordsディラック電子系 / 核磁気共鳴 / ノーダルディラックライン
Outline of Annual Research Achievements

国内ではディラック電子系としてノーダルディラックラインをもつ単一成分分子種の[M(dmdt)2]塩(M=Ni, Pt)におけるNMR緩和率の磁場依存性の測定を継続した。この物質の高温側はスピンシフト、スピン-格子緩和率(1/T1)ともにディラック電子系の描像と矛盾しないのに対して低温では1/T1にピーク構造が観測される。印加磁場を昨年度より拡大し1Teslaから11Teslaまで行った。スピンシフト(1stモーメント)の大きさには磁場依存性は見られなかった。これに対して、1/T1ではピークに顕著な磁場依存性が見られた。ピークをとった後、より低温では1/T1は温度に比例する振る舞いがみられ、これはノーダルディラックラインに定性的に期待される振る舞いではある。一方で低磁場ほど1/(T1T)の値が増大しておりランダウ量子化と状態密度への磁場の影響を検討する必要があると考えいくつかのモデルを作りシュミレーションを試みた。
a-(BETS)2I3塩のNMR測定をスプリットマグネットを用いて再開した。絶縁体状態において、磁場中で試料を回転させることによりa-(BEDT-TTF)2I3のような絶縁相での対称性の破れの有無などを明らかにしていく。この際、超微細係数が小さいサイトがあり、このために変化を観測できない可能性を考慮し、前年度までと違う磁場方位で測定を行った。
新型コロナの影響が国内外であったため、計画していたドイツでの実験を進めることはできなかった。そこで、ドイツのグループとオンサイトとネットでのハイブリッド形式による研究会を行い、有機、無機の垣根を超えて相互の研究に関する議論と情報交換を行った。この会議には分担者である鹿野田はドイツで、ほかのメンバーはインターネットで参加した。この他にも前年度まで参加にかなり制限のあった海外での国際会議で研究成果の公表と議論も行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

国内の実験は計画に基づき順調進められている。一方で国際会議など比較的短期の渡航はできたものの、海外での実験は新型コロナの影響が強く実施することが難しい状況が続いたため遅れている。

Strategy for Future Research Activity

国内では引き続き[M(dmdt)2]塩(M=Ni, Pt)のNMRの磁場依存性の測定を行う。電子相関の程度を変えるため圧力下での測定も行う。さらにa-(BETS)2I3の測定も継続して行い、低温における絶縁相の起源をはっきりとさせる。
国外ではドイツのマックスプランク研究所で強磁場下NMR測定を行う。
これまで得られた結果を国内外での会議で発表、議論し、論文としても出版する。

Causes of Carryover

海外での実験を計画し、そのための旅費を計上していたが新型コロナの影響が強く実施できなかったため。

  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Inst. of Problems of Chem.Phys RAS(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      Inst. of Problems of Chem.Phys RAS
  • [Int'l Joint Research] The Johns Hopkins University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      The Johns Hopkins University
  • [Journal Article] Anomalously field-susceptible spin clusters emerging in the electric-dipole liquid candidate κ-(ET) <sub>2</sub> Hg(SCN) <sub>2</sub> Br2022

    • Author(s)
      Urai Mizuki、Miyagawa Kazuya、Watanabe Yuta、Zhilyaeva Elena I.、Torunova Svetlana A.、Lyubovskaya Rimma N.、Drichko Natalia、Kanoda Kazushi
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 8 Pages: eabn1680-1-12

    • DOI

      10.1126/sciadv.abn1680

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Continuous collapse of antiferromagnetic order toward a quantum critical point in a single-component molecular material2022

    • Author(s)
      Sunami Keishi、Takahashi Taiga、Miyagawa Kazuya、Zhou Biao、Kobayashi Akiko、Kanoda Kazushi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: 205141-1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.205141

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 有機物質におけるラインノード上のゼロ質量電子の新奇な磁性2023

    • Author(s)
      関根孝彦、畠村匠、須波圭史、宮川和也、秋元健汰、周彪、石橋章司、小林昭子、鹿野田一司
    • Organizer
      第14回低温科学研究センター研究交流会
  • [Presentation] 格子点上に内部電荷自由度を有する有機三角格子系で発現するスピンクラスター状態2023

    • Author(s)
      浦井瑞紀、宮川和也、渡部友太、Elena I. Zhilyaeva、Svetlana A. Torunova、Rimma N. Lyubovskaya、Natalia Drichko、鹿野田一司
    • Organizer
      第14回低温科学研究センター研究交流会
  • [Presentation] NMR studies of the spin liquid candidate material, κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3, with varying magnetic field and pressure2023

    • Author(s)
      Kazuya Miyagawa、Mizuki Urai、Kazushi Kanoda、Takahiko Sasaki
    • Organizer
      APS March Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] κ-(ET)2Hg(SCN)2Brにおける磁場誘起スピン状態の研究2022

    • Author(s)
      浦井瑞紀、宮川和也、渡部友太、Elena I. Zhilyaeva、Svetlana A. Torunova、Rimma N. Lyubovskaya、Natalia Drichko、鹿野田一司
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] NMRからみたκ-(ET)2Hg(SCN)2Clの非磁性状態2022

    • Author(s)
      浦井瑞紀、宮川和也、Elena I. Zhilyaeva、Svetlana A.Torunova、Rimma N. Lyubovskaya、Natalia Drichko、鹿野田一司
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] Dirac nodal line物質[M(dmdt)2]におけるスピン揺らぎの磁場依存性2022

    • Author(s)
      畠村匠、関根孝彦、須波圭史、宮川和也、周彪、石橋章司、小林昭子、鹿野田一司
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 単一分子性結晶[Ni(hfdt)2]の低温磁気構造2022

    • Author(s)
      関根孝彦、宮川和也、周彪、小林昭子、川村泰喜、小林晃人、鹿野田一司
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 高分解能ラマンイメージングによるθ-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4の電荷の結晶化の実空間・実時間観察2022

    • Author(s)
      馬場智大、村瀬秀明、大池広志、賀川史敬、宮川和也、鹿野田一司
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] ドープされたスピン液体物質における圧力誘起BEC-BCSクロスオーバー2022

    • Author(s)
      鹿野田一司
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
    • Invited
  • [Presentation] Experimental issues in a spin liquid candidate, k-(ET)2Cu2(CN)3, and its relative2022

    • Author(s)
      Kazushi Kanoda
    • Organizer
      Tokyo-Dresden NMR meeting:from quantum magnets to Weyl-Dirac fermions
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] NMR verification of Dirac nodal lines in a single-component molecular conductor2022

    • Author(s)
      Kazuya Miyagawa
    • Organizer
      Tokyo-Dresden NMR meeting:from quantum magnets to Weyl-Dirac fermions
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Pressure-induced BEC-BCS crossover in a doped spin liquid candidate2022

    • Author(s)
      Kazushi Kanoda
    • Organizer
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2022 (SCES 2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] NMR studies of the spin liquid candidate material, κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3, with varying magnetic field and pressure2022

    • Author(s)
      Kazuya Miyagawa、Koji Shimizu、Mizuki Urai、Yuto Kajiwara、Takahiko Sasaki and Kazushi Kanoda
    • Organizer
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2022 (SCES 2022)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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