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低次元量子スピン系のダイナミクスとキャリア導入の効果

研究課題

研究課題/領域番号 10304027
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関東京大学

研究代表者

瀧川 仁  東京大学, 物性研究所, 教授 (10179575)

研究分担者 上田 寛 (上田 〓 / 上田 實)  東京大学, 物性研究所, 教授 (20127054)
藤原 直樹  東京大学, 物性研究所, 助手 (60272530)
樹神 克明  東京大学, 物性研究所, 助手 (10313115)
高木 英典  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (40187935)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
36,800千円 (直接経費: 36,800千円)
2000年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1999年度: 16,000千円 (直接経費: 16,000千円)
1998年度: 15,700千円 (直接経費: 15,700千円)
キーワード量子スピン系 / 核磁気共鳴 / キャリアドーピング / スピンギャップ / 低次元系 / 梯子格子 / 近藤絶縁体 / ホールドープ / 電荷ゆらぎ / 電荷凍結 / 近藤半導体 / スピン拡散 / 高温超伝導
研究概要

銅酸化物における高温超伝導が1986年に発見されて以来、いわゆるモット絶縁体であるところの低次元量子スピン系にキャリアを導入して伝導体さらには超伝導体を見出そうとする努力が広範になされている。その中で、本研究では核磁気共鳴を主な手段として微視的な視点から様々な低次元量子スピン系のダイナミクスを解明し、スピン系の次元性や幾何学的な構造の特徴と関連付けることを第1の目的とし、さらに元素置換によって不純物またはキャリアを導入したことによって磁気ダイナミクスにどのような変化が現れるかを理解することを第2の目的とした。前者については、梯子格子上の擬1次元スピン系、2次元の直交ダイマースピン系を中心に、励起ギャップを持つスピン系の磁気励起が示す多様な振る舞いが明らかになった。後者については、ホールをドープした梯子格子において、キャリアと磁気励起の相互作用によってキャリアの対形成が生じ、熱的に乖離したキャリアが磁気励起のダンピングを引き起こす様子が示された。更に擬1次元においては秩序化に伴う電荷の遅い揺らぎが一般的に観測されることが示された。一方、磁気励起にギャップがあるもう1つの例である近藤絶縁体において、不純物の付近に局在モーメントが現れる事が検証され、量子スピン系との興味深い類似性が見出された。研究の進展につれ、スピンと電荷の自由度だけでなく、格子変形の自由度も絡んだ現象へと興味が拡大した。その例としてTlCuCl_3おける格子変形を伴った一次の磁場誘起相転移の発見、また金属的なパイロクロア化合物Cd_2Re_2O_7における構造相転移と電子系の性質の密接な関連があげられる。これらについては現在も研究が進行中である。

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (52件)

  • [文献書誌] Y.Ueda: "Vanadium Family as Spin-Gap Systems"Chem. Mater.. 10. 2653-2664 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Fujiyama: "Nuclear spin-spin coupling in La_<2-x>Sr_xCuO_4 studied by stimulated echo decay"Phys. Rev. B. 60. 9801-9809 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ikushima: "^<171>Yb NMR in the Kondo semiconductor YbB_<12>"Physica B. 281&282. 274-275 (2000)

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  • [文献書誌] S.Fujiyama: "Low energy spin excitations in Sr_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41>"Physica C. 341-348. 461-462 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Fujiyama: "Spin Correlations in Hole-Doped Ladder Cuprates"J. Phys. Soc. Jpn.. 69Suppl.B. 46-53 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ueda: "Low-Dimensional Vanadlium Oxides"J. Phys. Soc. Jpn.. 69Suppl.B. 149-154 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Fujiyama: "Nuclear Spin Relaxation in Hole-Doped Two-Leg Ladders"J. Phys. Soc. Jpn. 69. 69. 1610-1613 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.P.Boucher: "Possible localized modes in the uniform quantum Heisenberg chains of Sr_2CuO_3"Phys. Rev. B. 62. 367-371 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Hiroi: "Spin-1/2 Kagome-Like Lattice in Volborthite Cu_3V_2O_7(OH)_22H_2O"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 3377-3384 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Akahoshi: "Oxygen Nonstoichiometry, Structures, and Physical Properties of YbaCo_2O_<5+x>(0.00 x 0.52)"J. Solid State Chem.. 156. 355-363 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ohwada: ""Devil's Staicase"-Type Phase Transition in NaV_2O_5 under High Pressure"Phys. Rev. Lett.. 87. 086402-1-086402-4 (2001)

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  • [文献書誌] 瀧川 仁: "モット転移と磁気相関"日本物理学会誌. 54. 90-97 (1999)

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  • [文献書誌] 藤山 茂樹: "Sr_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41>におけるCuおよびO核NMR"物性研究. 72. 466-469 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 樹神 克明: "2次元スピンギャップ系SrCu_2(BO_3)_2のNMR"物性研究. 76. 516-525 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 廣井善二: "パイロクロア酸化物超伝導体Cd_2Re_2O_7"固体物理. 37. 253-264 (2002)

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  • [文献書誌] O.Vyaselev: "Lattice Distortion and First Order Transition in TlCuCl_3"Proceedings of Japanese-French Seminar. (印刷中).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kodama: "Cu NMR Observation of the Dimer Singlet State in the Quasi-Two-Dimensional Spin System SrCu_2(BO_3)_2"Proceedings of Japanese -French Seminar. (印刷中).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 0.Vyaselev: "Cd and Re NMR/NQR in Pyrochlore Compound Cd_2Re_2O_7"J. Phys. Chem. Solids. (印刷中).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Fujiyama: "NMR observation of charge fluctuations in quasi-one-dimesional cuprates"J. Phys. Chem. Solids. (印刷中).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Shishiuchi: "Defect-induced magnetic fluctuations in YbB_<12>"J. Phys. Chem. Solids. (印刷中).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kodama: "Cu nuclear spin-spin coupling in the dimmer singlet state in SrCu_2(BO_3)_2"J. Phys. : Condens. Matter. (印刷中).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ueda: "Vanadium Family as Spin-Gap Systems"Chem. Mater.. 10. 2653-2664 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Fujiyama: "Nuclear spin-spin coupling in La_<2-x>Sr_xCuO_4, studied by stimulated echo decay"Phys. Rev.. B60. 9801-9809 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Ikushima: "^<171>Yb NMR in the Kondo semiconductor YbB_<12>"Physica. B281&282. 274-275 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Fujiyama: "Low energy spin excitations in Sr_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41>"Physica. C341-348. 461-462 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Fujiyama: "Spin Correlations in Hole-Doped Ladder Cuprates"J. Phys. Soc. Jpn.. 69 (Suppl. B). 46-53 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ueda: "Low-Dimensional Vanadium Okides"J. Phys. Soc. Jpn.. 69 (Suppl. B). 146-154 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Fujiyama: "Nuclear Spin Relaxation in Hole-Doped Two-Leg Ladders"J. Phys. Soc. Jpn.. 69. 1610-1613 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. P. Boucher: "Possible localized modes in the uniform quantum Heisenberg chains of Sr_2CuO_3"Phys. Rev.. B62. 367-371 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z. Hiroi: "Spin-1/2 Kagome-Like Lattice in Volborthite Cu_3V_20_7(OH)_2 2H_20"J. Phys. Soc. Jpn.. 710. 3377-3384 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D. Akahoshi: "Oxygen Nonstoichiometry, Structures, and Physical Properties of Yb_aC_2aC_<5+x>(0.00【less than or equal】λ【less than or equal】0.52)"J. Solid State Chem.. 156. 355-363 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Ohwada: "Devil's Staicase-Type Phase Transition in NaV_20_5 under High Pressure"Phys. Rev. Lett.. 87. 086402-1-4 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masashi Takigawa: "The Mott transition and magnetic correlations"Butsuri. 54 (in Japanese). 90-97 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeki Fujiyama: "Cu and O NMR in Sr_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41>"Bussei-kenkyu. 72 (in Japanese). 466-469 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsuaki Kodama: "NMR in the two-dimensional spin-gap material SrCu_2(BO_3)_2"Bussei-kenkyu. 76 (in Japansese). 516-525 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zenji Hiroi: "The pyrochlore superconductor Cd_2Re_2O_7"Kotaibutsuri. 37 (in Japanese). 253-264 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. Vyaselev: "Lattice Distortion and First Order Transition in TlCuCl_3"Proceedings of Japanese-French Seminar. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kodama: "Cu NMR Observation of the Dimer Singlet State in the Quasi-Twi-Dimensional Spin System SrCu_2(BO_3)_2"Proceedings of Japanese-French Seminar. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 0. Vyaselev: "Cd and Re NMR/NQR in Pyrochlore Compound Cd_2Re_2O_7"J. Phys. Chem. Solids. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Fujiyama: "NMR observation of charge fluctuations in quasi-one-dimesional cuprates"J. Phys. Chem. Solids. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeki FUJIYAMA: "Nuclear Spin Relaxation in Hole-Doped Two-Leg Ladders"J.Phys.Soc.Japan. 69.No 6. 1610-1613 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeki FUJIYAMA: "Spin Correlations in Hole-Doped Ladder Cuprates"J.Phys.Soc.Japan. 69.Suppl.B. 46-53 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 藤山 茂樹: "Nuclear spin-spin coupling in La_2-xSrxCuO_4 studies by stimulated echo decay"The Physical Review B. 60・13. 9801-9809 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤山 茂樹: "Spin Correlations in Hole-Doped Ladder Compounds"Journal of the Physical of Japan Supplement B. (予定). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 陰山 洋: "Exact Dimen Ground State and Quantized Magnelization Plateaus in the Two-Dimensional Spin System SrCn_2(Bo_3)_2"The Physical Review Letters. 82・15. 3168-3171 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原 直樹: "Spin Fluctuation neaby Magnetically Unstable Li_<1-X>Zn_XV_2O_4"The Physical Review B. 59. 6294-6300 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 瀧川仁: "モット転移と磁気相関" 日本物理学会誌. 54・2. 90-98 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原直樹: "Evidence of finite-size effect in an S=1/2 linear chain LiV_2O_5 studied by s'V NMR" The Physical Review B. 58・17. 11134-11137 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 〓山洋: "Spin-Singlet Ground State and Quantized Magnetization Plateaus in the Two Dimensional Spin System SrCu_2(BO_3)_2" The Physical Review Letters. 発表予定. ((1999))

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 〓山洋: "Magnetic Anisotropy of SrCu_2(BO_3)_2 with a Two-Dimensional Orthogonal Dimer Lattice" Journal of the Physical Society of Japan. 67・12. 4304-4305 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 上田〓: "Magnetic Properties of AV_2O_5 (A=Li, Na, Cs, Ca and Mg)" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 177-181. 741-742 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.E.Hussey: "Magnetic field induced dimensional crossover in the normal state of YBa_2Cu_4O_8" The Physical Review Letters. 80・13. 2909-2912 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2020-05-15  

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