2015 Fiscal Year Research-status Report
ニッケルジチオレン錯体を用いた非自明電子相の微視的解明と制御
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26400378
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
藤山 茂樹 国立研究開発法人理化学研究所, 加藤分子物性研究室, 専任研究員 (00342634)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
草本 哲郎 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90585192)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 量子スピン液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(Cation)[Pd(dmit)2]2 系は[Pd(dmit)2]2二量体が三角格子を形成し、反強磁性相関に拮抗が生じる。トランスファー積分の異方性t′/t をパラメータとする磁気相図が提案され、t′/t ~1 で議論されている量子スピン液体相をはじめとして磁気秩序相や電荷秩序相などの多様な電子状態をとることが知られる。これまでt′/t < 1 に属する(Cation)=Me4Sb(TN = 11K) やMe4P (TN = 40K) は単純な反強磁性秩序相であると考えられ、磁気秩序相の系統性はほとんど議論されてこなかった。我々はこの系の磁気秩序状態の詳細を調べるため、Pd(dmit)2 分子の中心に近い、内側炭素サイトを13C で置換した試料のNMR 測定をおこなった。
(Cation)=Me4PおよびMe4Sbの磁気秩序状態の13C NMRから、Me4P のスペクトル幅はMe4Sb のそれの2倍ほどの大きさを持つことを明らかにした。局在磁気モーメントはMe4Pで最大0.6μBと評価され、二次元的磁気相関を持つ反強磁性体の値として典型的な値をとる。一方、量子スピン液体相に近い反強磁性体である(Cation) = Me4Sbの磁気モーメントは0.27μBと評価され、反強磁性-量子スピン液体相の相転移線をまたいでいるにもかかわらず、非自明な強い量子揺らぎがこの領域に存在していることを示す。
また、Me4Pの反強磁性スペクトルには非自明な階段状の構造が観測された。この構造はTNの温度以上での常磁性領域においては観測されず、反強磁性相転移に伴い電荷秩序が誘起されたことを示唆する。この電荷秩序は、これまで有機導体において議論されてきた電子間クーロン反発に起因するものではなく、Pd(dmit)2内部の電子自由度が物性に現れた稀有な例である。
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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
Pd(dmit)2有機導体を用いた量子スピン液体の磁気相図において、磁気秩序相は古典的秩序の支配する、量子揺らぎの死んだ状態と理解されてきた。今年度の研究から、これまで未解明であった磁気秩序状態においても強い量子揺らぎが存在することが明らかとなり、分子性導体ならではの特異な電子相の発現を見出していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、(dmit)分子に挟まれた金属としてPdをもつPd(dmit)2系の研究を行ってきた。今後、中心金属をPtに置換したPt(dmit)2系の研究を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
これまで核磁気共鳴法を中心に研究を行ってきたが、強いスピン軌道相互作用をもつ物質が見出されたため輸送特性の測定の準備を始める必要があったから。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
高精度の電流アンプを購入予定である。
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