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5dイリジウム複合酸化物のスピン軌道相互作用と電子相関

Research Project

Project/Area Number 24244056
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高木 英典  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40187935)

Project Period (FY) 2012
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥24,830,000 (Direct Cost: ¥19,100,000、Indirect Cost: ¥5,730,000)
Fiscal Year 2012: ¥24,830,000 (Direct Cost: ¥19,100,000、Indirect Cost: ¥5,730,000)
Keywordsスピン軌道相互作用 / 電子相関 / 5dイリジウム酸化物 / 金属絶縁体転移
Research Abstract

本研究課題は相対論効果が重要となる重い5dイリジウム酸化物について、強いスピン軌道相互作用と電子相関の協奏によって生じる特徴的な物性、特に協奏の結果生じるスピン軌道複合励起やモット絶縁体-半金属(バンド絶縁体)転移の機構を目的として、今年度新たにスタートした。素励起の測定では本年度後期に中性子回折の実験と共鳴非弾性X線散乱の実験が予定されており、それに向けた単結晶の合成に注力した。すでに中性子線回折の実験を行うにたる量のSr2IrO4の単結晶が得られている。その他非弾性X線散乱用のSr3Ir2O7の単結晶やSrIrO3の単結晶薄膜の準備が整っている。
モット絶縁体-半金属転移では、[100]配向のSrTiO3-SrIrO3超格子薄膜において、IrO2層の層数とともに半金属から磁性絶縁体へと変化していくことを観測している。時に金属絶縁体転移の臨界領域では、温度による磁気転移と金属絶縁体転移に間に明確な相関があることが明らかになった。トロント大学の理論グループとの共同研究の結果、時間反転対称性を破る磁気モーメントの出現によってバンドの交差点の縮退がとけることが判明しつつある。
この視点は、Slater絶縁体のイメージに近いものである。
[111]配向の超格子膜では量子位相の効果によってトポロジカル絶縁体が出現するとされている。[111]配向でも完全性は低いが超格子薄膜が形成されることを確認した。

Report

(1 results)
  • 2012 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Crossover from coherent to incoherent scattering in spin-orbit dominated Sr2IrO42012

    • Author(s)
      M. Fatih Cetin, P. Lemmens, V. Gnezdilov, D. Wulferding, D. Menzel, T. Takayama, K. Ohashi, and H. Takagi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 85

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.195148

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-Dimensional Heisenberg Behavior of Jeff = 1/2 Isospins in the Paramagnetic State of the Spin-Orbital Mott Insulator Sr2IrO42012

    • Author(s)
      S. Fujiyama, H. Ohsumi, T. Komesu, J. Matsuno, B. J. Kim, M. Takata, T. Arima, and H. Takagi
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 108 Pages: 247212-247212

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.247212

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Spin-orbit coupling and electron correlations in 5d complex Ir oxides : From a semi-metal to a Mott insulator2012

    • Author(s)
      高木英典
    • Organizer
      Spin-Orbit Physics in Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Aspen, USA
    • Year and Date
      2012-07-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Imaging the emergence of the pseudo-gap state in a lightly hole-doped Mott insulator Ca2-xNaxCuO2Cl22012

    • Author(s)
      高木英典
    • Organizer
      International Seminar and Workshop on Quantum Matter from the Nano- to the Macroscale
    • Place of Presentation
      Dresden, Germany
    • Year and Date
      2012-06-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronic Phase Change and Entropic Functions in Transition Metal Oxides2012

    • Author(s)
      高木英典
    • Organizer
      Nature Conference on Frontiers in Electronic Materials : Correlation Effects and Memristive Phenomena
    • Place of Presentation
      Aachen, Germany
    • Year and Date
      2012-06-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel Electric Phases Produced by Strong Spin-Orbit Coupling in Iridates2012

    • Author(s)
      高山知弘
    • Organizer
      International Workshop on Itinerant Spin-Orbital Systems : From Magnetic Frustration to novel Superconductivity
    • Place of Presentation
      Dresden, Germany
    • Year and Date
      2012-05-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Emergent phases of correlated electrons in transition metal oxides (Workshop Colloquium)2012

    • Author(s)
      高木英典
    • Organizer
      International Workshop on Itinerant Spin-Orbital Systems : From Magnetic Frustration to novel Superconductivity
    • Place of Presentation
      Dresden, Germany
    • Year and Date
      2012-05-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Spin orbit coupling, electron correlations and exotic magnetism in 5d complex Ir oxides2012

    • Author(s)
      高木英典
    • Organizer
      Joint Colloquium National Tawain University
    • Place of Presentation
      Taipei , Taiwan(招待講演)
    • Year and Date
      2012-04-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2020-05-15  

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