2011 Fiscal Year Annual Research Report
有機磁性体による幾何学的スピンフラストレーションの創出と量子効果
Publicly Offered Research
| Project Area | Novel States of Matter Induced by Frustration |
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| Project/Area Number |
22014011
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
細越 裕子 大阪府立大学, 理学系研究科, 教授 (50290903)
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| Keywords | 三角格子 / 有機磁性体 / フラストレート / 磁化率 / 結晶構造 |
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| Research Abstract |
隣接スピン間で磁気相互作用が競合する幾何学的スピンフラストレーション系においては、スピンの量子揺らぎの効果が大きくなり、スピン液体状態が実現するとされている。スピンの固体状態とも言うべき磁気秩序状態とは全く異なる非秩序状態の実現は、新しいスピン状態としての学術的な興味と、新しいスイッチングデバイスとしての応用への期待がもたれている。本研究は、C,H,N,0といった軽元素のみから構成される有機ラジカル磁性体を用いて、S=1/2三角格子反強磁性体の構築および低温物性研究を行うものである。本年度の主な研究成果を以下に記す。
(1)TNN・CH3CN結晶の極低温下の磁化測定を行い、この物質が二次元三角格子磁性体としてよく記述できることを明らかにした。磁化率および比熱の温度依存性においても、二次元三角格子特有の挙動を確認することができた。
(2)TNN・CH3CN結晶の極低温における磁気熱量効果および磁気トルクの測定を行い、この物質の極低温における2つの反強磁性秩序相の相境界を明らかにした。
(3)TIM・CH3CN結晶の極低温における比熱測定を行い、この物質が0.1Kまで磁気秩序を起こさないことを明らかにした。また、磁化率の温度依存性の解析から、この物質がカゴメ格子磁性体としてよく記述できることを明らかにした。
(4)強い分子間相互作用を持つ有機三角格子磁性体の開発にむけて、アルキル基を含まないπ共役系フェルダジルラジカルの開発を行い、従来に比べて一桁強い分子間相互作用を実現することに成功した。
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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
有機三角分子トリラジカルTNNおよびその類縁化合物3種類について、極低温下の磁化測定、熱測定を行い、二次元および三次元モデルによる解析から、これらが擬二次元三角格子あるいはカゴメ格子磁性体であることを示すことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
より強い相互作用を持つ有機フラストレート磁性体を合成するためには、π系を拡張したラジカル種の拡張が急務である。フェルダジルラジカル系の開発を今後もさらに強力に進めてゆく。
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[Presentation] Magnetic Properties of the Organic S=1/2 Spin Triangle TNN2011
Author(s)
Y.Takano, K.Takada, S.Iisaka, H.Yamaguchi, T.Ono, Y.Hosokoshi, J.-H.Park, T.P.Murphy, H.Nakano, Y.Shimura, T.Sakakibara
Organizer
The 11^<th> Tamura Memorial Symposium～Frontiers in Nanoscience～
Place of Presentation
大阪府立大学
Year and Date
2011-12-04
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[Presentation] Low temperature magnetic properties of an organic triangular spin system, TNN・CH_3CN, in magnetic fields2011
Author(s)
K.Takada, S.Iisaka, Y.Takano, J.-H.Park, T.P.Murphy, H.Yamaguchi, T.Ono, Y.Shimura, T.Sakakibara, H.Nakano, Y.Hosokoshi
Organizer
The 11^<th> Tamura Memorial Symposium～Frontiers in Nanoscience～
Place of Presentation
大阪府立大学
Year and Date
2011-12-03
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[Presentation] Crystal structure and magnetic properties of organic triangular spin systems, TIM・CH_3CN and BNN・CH_3CN2011
Author(s)
A.Higashiguchi, K.Takada, S.Iisaka, M.Nakaji, H.Yamaguchi, T.Ono, Y.Takano, J-H.Park, T.P.Murphy, Y.Hosokoshi
Organizer
The 11^<th> Tamura Memorial Symposium～Frontiers in Nanoscience～
Place of Presentation
大阪府立大学
Year and Date
2011-12-03
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[Presentation] Ground State properties of a Spin-1/2 Triangular Antiferromagnet2011
Author(s)
Yuko Hosokoshi, Kousuke Takada, Yasutnasa Takano, Seitaro Iisaka, Mitsuaki Nakaji, Hiroyuki Nojiri, Hironori Yamaguchi, Toshio Ono, Ju-Hyun Park, Timothy P.Murph, Yasuyuki Shimura, ToshiroSakakibara
Organizer
The Fifth Japanese-Rusian Workshop
Place of Presentation
淡路夢舞台国際会議場(招待講演)
Year and Date
2011-11-15
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