2013 Fiscal Year Research-status Report
スピン液体-金属相転移の圧力制御によるスピン液体相の解明
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25400384
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
宇治 進也 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, ユニット長 (80344430)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スピン / 反強磁性 / 磁気トルク / 層状有機導体 |
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| Research Abstract |
層状有機導体において、微小な単結晶一つでもスピン状態を詳細に調べる手法として、マイクロキャンティレバー法があげられる。これまで、たとえスピンが反強磁性状態にある場合、磁気トルクを測定した時にどのような情報を得られるか、その解析手段はごく限られた条件でのみ適用でき、汎用性はなかった。そこで、有機伝導体-(BDH-TTP)2FeX4 (X = Br, Cl) に注目し、詳細な磁気トルク測定を行い、合わせて数値計算による解析手法を発展させた。この系はFeスピンが大きな磁気モーメント(S=5/2)を持ち、低温で反強磁性秩序化することが知られている。この反強磁モーメントが２つの副格子で記述できると仮定した。さらに１軸の磁気異方性(D)と交換相互作用(J)をパラメーターとして、磁場中での磁化およびトルクを数値計算した。
まずFeBr4塩では、磁化容易軸がa軸で、D=0.26 K, J=1.02 Kである時、最も良く実験結果を再現できることが判明した。D<<Jであることから、磁場中での磁気モーメントの転移はスピンフロップ転移である。一方、FeCl4塩では、D=0.14 K, J=0.07 Kであり、メタ磁性転移を起こすことが明らかとなった。
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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
マイクロキャンティレバー法を用いると、分子性有機結晶のような微小な単結晶一つでも、精密に磁気トルクを計測できるが、これまでその解析手法が確立していなかった。本年の研究により汎用性の高い解析手法が確立できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
いくつかの層状有機導体では、モット絶縁体であり,かつ三角格子上にスピン（S=1/2）が局在している。そのような系ではスピン液体状態が実現していると考えられているが、極低温領域まで、磁性の精密測定結果はほとんど報告されていない。今後は、スピン液体状態が実現していると期待される候補物質の詳細な磁性測定を進める。さらにすでにスピン液体状態が実現していると指摘されているBEDT-TTF塩に圧力を印加し、スピン液体状態がどのように壊れフェルミ液体状態に変化するのか、抵抗測定で調べる予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
必要な消耗品を年度内に納入することができなかった。
必要な消耗品として利用予定である。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Magnetic Torque Studies of πーd System κ-(BDH-TTP)2FeX4 (X = Br, Cl)2014
Author(s)
K. Sugii, K. Takai, S. Tsuchiya, S. Uji, T. Terashima, H. Akutsu, A. Wada, S. Ichikawa, J. Yamada, and T. Enoki
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 83
Pages: 023704-1-4
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Orbital Effect on FFLO Phase and Energy Dissipation due to Vortex Dynamics in Magnetic-Field-Induced Superconductor l-(BETS)2FeCl4,2013
Author(s)
S. Uji, K. Kodama, K.Sugii, T. Terashima, T. Yamaguchi, N. Kurita, S. Tsuchiya, M. Kimata, T. Konoike, A. Kobayashi, B. Zhou, H. Kobayashi
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 82
Pages: 034715-1-8
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Kosterlitz-Thouless-Type Transition in a Charge Ordered State of the Layered Organic Conductor a-(BEDT-TTF)2I32013
Author(s)
S. Uji, K. Kodama, K. Sugii, Y. Takahide, T. Terashima, N. Kurita, S. Tsuchiya, M. Kohno, M. Kimata, K. Yamamoto, and K. Yakushi
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 110
Pages: 196602-1-4
DOI
Peer Reviewed
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