2012 Fiscal Year Annual Research Report
量子カゴメ格子反強磁性体の圧力下測定による量子相転移近傍のスピン液体の研究
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22540348
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
大久保 晋 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 助教 (80283901)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | フラストレーション / 量子相転移 / 圧力下測定 / スピン液体 / カゴメ格子 |
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| Research Abstract |
量子カゴメ反強磁性体の量子相転移近傍のスピン液体状態の安定性について調べる目的で、圧力で結晶構造を歪ませることでDzyaloshinski-Moriya (DM) 相互作用を変化させたときに基底状態がどのように変化するかを調べた。
具体的には、S=1/2カゴメ反強磁性体である水熱合成されたVolborthite (Cu3V2O7(OH)2 2H2O)を用いて、SQUID磁束計と専用設計されたクランプ型圧力セルに圧力媒体としてダフニオイルを用いて静水圧を印加して、室温から最低温度1.8Kまでの温度範囲で行った。印加圧力は常圧から最大7.9kBarの範囲で測定を行なった。
Volborthiteの圧力下における帯磁率の温度依存性は常圧下の帯磁率の温度依存性によく沿っており、7.9kbarという高圧下においても結晶構造の変化がなく、格子の変形によって引き起こされるDM相互作用のDベクトルの変化による基底状態の変化は見られなかった。この理由として、結晶構造が強固で構造の変化が小さい可能性があることや結晶構造の歪みが等方的で結晶の対称性が変わらずDM相互作用にも変化がない可能性がある。また、計画していた、より高い圧力を発生できるセルの開発は試みたが高圧発生時に内部部品の破壊により期間内には完成できなかった。
今回の測定によって、7.9kbarの圧力下においても量子相転移は起きなかったことから、量子相転移近傍のスピン液体状態の安定性の圧力依存性の下限が明らかになった。
さらに、スピン液体物質のS=3/2ハニカム格子反強磁性体Bi3Mn4O12 (NO3)やS=3/2カゴメ格子反強磁性体のCrジャロサイトのDM相互作用のDベクトルの決定を行い、これらの系の基底状態とDベクトルとの関係を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Origin of Field Induced Magnetic Ordering in Frustrated Honeycomb Lattice Antiferromagnet2012
Author(s)
S. Okubo, T. Ueda, W. Zhang, T. Sakurai, M. Fujisawa, H. Ohta, N. Ohnishi, M. Azuma, Y. Shimakawa, N. Kumada
Organizer
19th International Conference on Magnetism
Place of Presentation
Busan, Korea
Year and Date
20120708-13
