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Novel Phenomena in Strongly Correlated Electron Systems Emerging in the Non-equilibrium States

Research Project

Project/Area Number 26247060
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

MAENO YOSHITERU  京都大学, 理学研究科, 教授 (80181600)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 寺崎 一郎  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30227508)
中村 文彦  久留米工業大学, 工学部, 教授 (40231477)
鈴木 孝至  広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (00192617)
岡 隆史  東京大学, 工学系研究科, 講師 (50421847)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) YONEZAWA Shingo  京都大学, 理学研究科, 助教 (30523584)
OKAZAKI Ryuji  東京理科大学, 理工学部物理学科, 講師 (50599602)
Tetsu Tetsujiro  久留米工業大学, 共通教育講座固体物理学, 准教授 (70322295)
NAKAMURA Misa  久留米工業大学, 教育創造工学科 分析化学, 准教授 (00389420)
Research Collaborator OKA Takashi  マックス・プランク複雑系物理学研究所, 研究員(グループリーダー)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥41,730,000 (Direct Cost: ¥32,100,000、Indirect Cost: ¥9,630,000)
Fiscal Year 2016: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2015: ¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000)
Fiscal Year 2014: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Keywords強相関電子 / 非平衡状態 / モット絶縁体 / ルテニウム酸化物 / 非線形伝導 / 強相関電子系 / モット転移
Outline of Final Research Achievements

In order to extract the crucial roles of many-body interactions in a strongly correlated electron system from a new perspective, we investigate novel phenomena emerging under non-equilibrium conditions with DC electric current. We mainly focus on the Mott insulator Ca2RuO4.
As the most significant result, we discovered that the Mott insulator phase turns into a semi-metallic state under DC current; the antiferromagnetic ordering is suppressed and diamagnetism emerges at low temperatures. To elucidate the mechanism of this phenomenon, we constructed a model in which the electron correlation effect becomes weak under DC current and the resulting light-mass quasiparticles produce diamagnetism.
We also searched for materials showing similar behavior. We selected ruthenium oxides, 5d transition metal oxides based on iridium, and triangular-lattice organic compounds. As a result, we found very similar transport and magnetic phenomena in a related ruthenium oxide.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (54 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (7 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (37 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 6 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] ストーニーブルック大学/スタンフォード大学(米国)

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    • Author(s)
      M-P. Jimenez-Segura, A. Ikeda, S. A. J. Kimber, C. Giacobbe, S. Yonezawa, and Y. Maeno
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 94 Issue: 11

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.115163

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      X. Xi, I. Ishii, Y. Noguchi, H. Goto, S. Kamikawa, K. Araki, K. Katoh, and T. Suzuki
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 84 Issue: 3 Pages: 034711-034711

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.034711

    • NAID

      210000133769

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    • Author(s)
      M. P. Jimenez-Segura, A. Ikeda, S. Yonezawa, Y. Maeno
    • Journal Title

      Physical Review

      Volume: B 93 Issue: 7

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.075133

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      I. Terasaki, S. Ito, T. Igarashi, S. Asai, H. Taniguchi, R. Okazaki, Y. Yasui, K. Kobayashi, R. Kumai, H. Nakao, and Y. Murakami
    • Journal Title

      Crystals

      Volume: 6 Issue: 3 Pages: 27-38

    • DOI

      10.3390/cryst6030027

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      K. Motoya, M. Hagihara, T. Takabatake, M. Matsuda
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      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 85 Issue: 4 Pages: 043601-043601

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.043601

    • NAID

      210000133881

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      I. Terasaki, S. Abe, R. Okazaki, Y. Yasui, and H. Taniguchi
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry C

      Volume: 3 Issue: 40 Pages: 10430-10435

    • DOI

      10.1039/c5tc01619c

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      T. D. Yamamoto, R. Okazaki, H. Taniguchi, and I. Terasaki
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 84 Issue: 1 Pages: 014708-014708

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.014708

    • NAID

      210000133410

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    • Author(s)
      R. Okazaki, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, F. Nakamura, T. Suzuki, Y. Yaui, and I. Terasalki
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 83 Issue: 8 Pages: 084701-084701

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.084701

    • NAID

      210000133221

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      2014 Annual Research Report
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  • [Presentation] モット転移系Ca2RuO4の圧力・電場下比熱測定II2017

    • Author(s)
      江藤徹二郎, 赤木健太, 高嶋絵里奈, 野田常雄, 鈴木孝至, 前野悦輝, 中村文彦
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス、大阪府
    • Year and Date
      2017-03-18
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Ca3Ru2O7のモット絶縁相への直流電流印加で制御できる反磁性状態2017

    • Author(s)
      ソウチャンチャル, 菊川直樹, 米澤進吾, 宇治進也, 前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス、大阪府
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 直流電流で誘起されるCa2RuO4の強い反磁性2017

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      前野悦輝, ソウチャンチャル, 米澤進吾, 北村想太, 岡隆史, 黒木和彦, 中村文彦
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス、大阪府
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Ca2RuO4の圧力下非線形伝導のスケーリング2017

    • Author(s)
      戸田康介, 田辺賢士, 谷口博基, 岡崎竜二, 中村文彦, 寺崎一郎
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス、大阪府
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Strong diamagnetism in the Mott insulator Ca2RuO4 induced by DC2017

    • Author(s)
      Y. Maeno
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      currentQuantum Criticality & Novel Phases 2017 (QCNP2017
    • Place of Presentation
      Berlin, Germany
    • Year and Date
      2017-03-01
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ca2RuO4における電流誘起の巨大反磁性・半金属状態2017

    • Author(s)
      C. SOW, S. Yonezawa
    • Organizer
      第15回 京都大学 物性科学センター講演会・研究交流会
    • Place of Presentation
      京都大学、京都府
    • Year and Date
      2017-02-20
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel phenomena in the Mott insulator Ca2RuO4 under non-equilibrium conditions2017

    • Author(s)
      Y. Maeno
    • Organizer
      The DMREF-FCMP Symposium on Mott Transitions and Computational Approaches
    • Place of Presentation
      Univ. of Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2017-01-17
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ca2RuO4における電流誘起の巨大反磁性2016

    • Author(s)
      S. Yonezawa
    • Organizer
      第二回 ディラック電子系マルチフェロイクス研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学物質科学国際研究センター、愛知県
    • Year and Date
      2016-11-17
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      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] モット転移系Ca2RuO4の圧力・電場下比熱測定2016

    • Author(s)
      江藤徹二郎, 赤木健太, 高嶋絵里奈, 野田常雄, 鈴木孝至, 中村文彦
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス、石川県
    • Year and Date
      2016-09-15
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  • [Presentation] Discovery of current induced giant diamagnetism in Ca2RuO42016

    • Author(s)
      C. Sow, S. Yonezawa, S. Kitamura, T. Oka, K. Kuroki, F. Nakamura and Y. Maeno
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス、石川県
    • Year and Date
      2016-09-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Ca2RuO4の非線形ゼーベック効果2016

    • Author(s)
      戸田康介, 田辺賢士, 谷口博基, 岡崎竜二, 中村文彦, 寺崎一郎
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス、石川県
    • Year and Date
      2016-09-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel phenomena in the Mott insulator Ca2RuO4 under non-equilibrium conditions2016

    • Author(s)
      Y. Maeno
    • Organizer
      Departmental Seminar
    • Place of Presentation
      Fisciano, Italy
    • Year and Date
      2016-07-05
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Melting the Correlated Electron Solid by Electric Fields -- Mott Transition in Ruthenium Oxide -2016

    • Author(s)
      Y. Maeno
    • Organizer
      Departmental Seminar
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2016-03-30
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ca2RuO4の圧力下非線形伝導における試料温度計測2016

    • Author(s)
      戸田康介, 田辺賢士, 谷口博基, 岡崎竜二, 中村文彦, 寺崎一郎
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス、宮城県
    • Year and Date
      2016-03-22
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ハニカム格子Li2RuO3のダイマー秩序とリチウム欠損効果2016

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      池田敦俊,マルコ・ポロ・ヒメネス・セグラ, カルロッタ・ジャコッベ, サイモン・キンバー, トビアス・フローリッヒ, マルクス・ブラーデン, 米澤進吾,前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス、宮城県
    • Year and Date
      2016-03-21
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  • [Presentation] 光電子分光によるCa2-xSrxRuO4(x=0,0.06)の電子状態の観測2016

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      柴田大輔, 山本紳太郎, 下中大也, 小寺健二朗, 池永英司, 小野寛太, 組頭広志, Chanchal Sow, 前野悦輝, 吉田鉄平
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス、宮城県
    • Year and Date
      2016-03-21
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    • Author(s)
      五十嵐太一, 田辺賢士, 谷口博基, 寺崎一郎
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス、宮城県
    • Year and Date
      2016-03-20
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  • [Presentation] θ-(BEDT-TTF)2CsM(SCN)4の磁場中非線形伝導2016

    • Author(s)
      谷田貝亮, 田辺賢士, 谷口博基, 森初果, 佐々木孝彦, 寺崎一郎
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス、宮城県
    • Year and Date
      2016-03-19
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      池田敦俊, マルコ・ポロ・ヒメネス・セグラ, 米澤進吾, 前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-19
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      マルコ・ポロ・ヒメネス・セグラ, 池田敦俊, 米澤進吾, 前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-18
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  • [Presentation] トライマー型酸化物絶縁体BaIrO3の光学伝導度2015

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      岡崎竜二, 伊藤駿, 谷口博基B 寺崎一郎, 池本夕佳, 森脇太郎
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-18
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      江藤徹二郎, 毎熊将嗣, 野田常雄, 中村美紗, 田丸昇, 鈴木孝至, 岡崎竜二, 寺崎一郎, 前野悦輝, 中村文彦
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
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      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
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      2015-09-16
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    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
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      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
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      2015-09-16
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      中部大学 春日井キャンパス
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      江藤徹二郎,毎熊将嗣,野田常雄,中村美紗,田丸昇,鈴木孝至,中村文彦
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      早稲田大学、東京都
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      2015-03-24
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      早稲田大学、東京都
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      2015-03-22
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      日本物理学会第70回年次大会
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      早稲田大学、東京都
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      2015-03-21
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    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
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      早稲田大学、東京都
    • Year and Date
      2015-03-21
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  • [Presentation] レーザー励起型角度分解光電子分光で研究するルテニウム酸化物Ca2-xSrxRuO4の表面電子状態2014

    • Author(s)
      近藤猛,Walid Malaeb,石田行章,谷口晴香,前野悦輝,中辻知,辛埴
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学 春日井キャンパス、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-10
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Ca3(Ru1-xTix)2O7単結晶のSTM観察2014

    • Author(s)
      岩谷克也,花栗哲郎,幸坂祐生,付英双,町田理,菊川直樹,宇治進也,吉田良行,前野悦輝
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学 春日井キャンパス、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-10
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 常磁性体CaRuO3における非磁性元素置換により発現する強磁性2014

    • Author(s)
      山本貴史,岡崎竜二,谷口博基,寺崎一郎
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学 春日井キャンパス、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-10
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] モット絶縁体Ca2RuO4の熱測定2014

    • Author(s)
      江藤徹二郎,毎熊将嗣,野田常雄,中村美紗,田丸昇,鈴木孝至,中村文彦
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学 春日井キャンパス、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-09
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] スピン状態制御と熱電効果2014

    • Author(s)
      寺崎一郎
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学 春日井キャンパス、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-09
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 量子強誘電磁性体におけるレーザーによるDM相互作用の動的制御2014

    • Author(s)
      佐藤正寛,高吉慎太郎,岡隆史
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学 春日井キャンパス、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-09
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] キタエフハニカム格子模型におけるレーザー誘起非平衡トポロジカル液体相の理論2014

    • Author(s)
      佐藤正寛,佐々木勇輝,岡隆史
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学 春日井キャンパス、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-08
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 交差相関を持つJeff=1/2モット絶縁体模型におけるレーザー誘起トポロジカルスピン液体相の理論2014

    • Author(s)
      佐藤正寛,佐々木勇輝,岡隆史
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学 春日井キャンパス、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-08
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      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 非平衡状態の創り出す強相関電子系の新現象

    • URL

      http://topo-mat-sci.jp/00000test_kodama/kibanA/index.html

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  • [Remarks] 非平衡状態の創り出す強相関電子系の新現象

    • URL

      http://www.ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/kibanA_h26-28/event.html

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Published: 2014-04-04   Modified: 2022-02-01  

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