2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25707030
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中辻 知 東京大学, 物性研究所, 教授 (70362431)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 価数揺動 / 軌道揺らぎ / 量子臨界現象 / スピン液体 / 異常金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下のように、価数および軌道の自由度の揺らぎによる、強相関電子系の新奇な量子状態の解明を行った。
常圧で量子臨界相を形成するβ-YbAlB4同組成で構造の異なるα-YbAlB4は低温でフェルミ液体を示す。この系のc軸方向に磁場を印加した際に現れる全く新しいタイプの量子臨界現象を発見した。この量子臨界現象は、磁気秩序などがその臨界磁場近傍に現れないことが、核磁気共鳴実験から明らかになった。さらに、量子臨界現象が顕著に表れる２テスラ付近からさらに高磁場において、動的緩和率が発散的に増大する現象が、測定限界である６テスラにおいても現れることが分かった。このことは量子臨界相が磁気臨界性とは関係なく現れていることを意味しており、ひとつの可能性として価数の量子相転移の可能性を示唆する。
ペロブスカイト型構造を有する銅酸化物においては、スピン自由度に加えて軌道自由度も最低温まで凍結しない量子スピン軌道液体の実現の可能性が指摘され、良質な試料を使った我々を含む共同研究からこれまで軌道凍結のサインであるヤーン・テラー歪が最低温まで生じないことが明らかにされていた。しかしながら、軌道状態のダイナミクスの観測等、量子スピン軌道液体の直接的な証拠はない状態であった。我々は、自ら合成したペロブスカイト型銅酸化物6H-Ba3CuSb2O9の良質な大型結晶を用いて、大阪大学にある強磁場施設の広い周波数範囲を有する電子スピン共鳴(ESR)測定装置での研究によって、低い周波数での観測では軌道が最低温まで凍結せず、高い周波数では軌道が凍結したように観測されることをみいだした。この結果から軌道量子揺らぎの時間スケールが20 K以下で100ピコ秒程度であることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(55 results)
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[Journal Article] Unstable spin-ice order in the stuffed metallic pyrochlore Pr2+xlr2-xO7-δ2015
Author(s)
D. E. MacLaughlin, O. O. Bernal, L. Shu, J. Ishikawa, Y. Matsumoto, J. Wen, M. Mourigal, C. Stock, G. Ehlers, C. L. Broholm, Y. Machida, K. Kimura, S. Nakatsuji, Y. Shimura and T. Sakakibara
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 92
Pages: 054432/1-12
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Absence of Jahn-Teller transition in the hexagonal Ba3CuSb2O9 single crystal2015
Author(s)
N. Katayama, K. Kimura, Y. Han, J. Nasu, N. Drichko, Y. Nakanishi, M. Halim, Y. Ishiguro, R. Satake, E. Nishibori, M. Yoshizawa, T. Nakano, Y. Nozue, Y. Wakabayashi, S. Ishihara, M. Hagiwara, H. Sawa and S. Nakatsuji
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 112
Pages: 9305-9309
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Anomalous Enhancement of Seebeck Coefficient in Pr-Based 1-2-20 System with Non-Kramers Doublet Ground States2015
Author(s)
Y. Machida, T. Yoshida, T. Ikeura, K. Izawa, A. Nakama, R. Higashinaka, Y. Aoki, H. Sato, A. Sakai, S. Nakatsuji, N. Nagasawa, K. Matsumoto, T. Onimaru and T. Takabatake
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Journal Title
J. Phys.: Conf. Ser.
Volume: 592
Pages: 012025/1-9
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Quadratic Fermi node in a 3D strongly correlated semimetal2015
Author(s)
T. Kondo, M. Nakayama, R. Chen, J. J. Ishikawa, E. -G. Moon, T. Yamamoto, Y. Ota, W. Malaeb, H. Kanai, Y. Nakashima, Y. Ishida, R. Yoshida, H. Yamamoto, M. Matsunami, S. Kimura, N. Inami, K. Ono, H. Kumigashira, S. Nakatsuji, L. Balents and S. Shin
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Journal Title
Nat. Comms.
Volume: 6
Pages: 10042/1-8
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Ba3CuSb2O9の熱輸送特性2015
Author(s)
杉井かおり, 下澤雅明, 渡邊大樹, 鈴木喜貴, 木俣基, Mario Halim, 松本洋介, 中辻知, 鳥塚潔, 上床美也, 山下穣
Organizer
日本物理学会2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学（大阪府・吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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[Presentation] α-YbAl1-xMnxB4の電子構造2015
Author(s)
田久保耕, 津山智之, 平田靖透, Bareille Cedric, 辛埴, 山本真吾, 松田巌, 伊奈稔哲A, 新田清文A, 水牧仁一朗A, 鈴木慎太郎, 松本洋介, 中辻知, 和達大樹
Organizer
日本物理学会2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学（大阪府・吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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