| 研究課題/領域番号 |
11440107
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
志賀 正幸 京都大学, 工学研究科, 教授 (30026025)
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| 研究分担者 |
中村 裕之 京都大学, 工学研究科, 助手 (00202218)
和田 裕文 京都大学, 工学研究科, 助教授 (80191831)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
16,000千円 (直接経費: 16,000千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1999年度: 13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
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| キーワード | BaVS3 / 金属絶縁体転移 / 遷移金属硫化物 / 中性子散乱 / x線回析 / 強磁場磁化 / μSR / x線回折 / 強磁場磁化過程 / フラストレーション / 三角格子 / 硫化物 / スピン液体 |
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| 研究概要 |
三角格子(六方晶)遷移金属硫化物BaVS3は70K付近で金属絶縁体転移を示す。この転移は、スピン、電荷および軌道の自由度、あるいは構造の低次元性、スピンのフラストレーション等がからんだ特異なものであると考えられ、古くから多くの研究者の脅威を集めてきた。従って、その起源の解明の学問的意義は大きい。結晶構造は六方晶のペロブスカイト型であり、バナジウム原子はc軸方向に1次元鎖、c面内で三角格子を形成する。バナジウムは形式価数からの類推で4価、すなわちスピン1/2の状態にあると考えられている。
本研究の目的は、純良試料の作製し、さらに様々な近代的実験手段を用いて、BaVS3の金属絶縁体転移の起源を明らかにすることである。我々は、BaVS3の研究をはじめた当初、文献に報告されている過去の実験データを前提に、我々の行ったNMRの実験結果から1つのモデルを提唱した。それは、研究表題にもあるように、(スピンのフラストレーションを原因とする)軌道秩が起こることで、基底状態がスピン一重項になるというものである。しかしながら、様々な実験を進めていくうちに、そのモデルとは明らかに相容れない現象を見出すことになった。そのため、本研究では、加古に報告されていた実験結果を1つ1つさかのぼりながら検証していく、という予想外の展開となった。結果的に、過去の多くの実験データやその解析が不十分であることが判明した。新たに得られた実験結果より得られた結論は以下の通りである。すなわち、BaVS3はd軌道がc軸方向でもc面内でもバンドをつくる(異方的)3次元伝導体であり、それぞれのバンドの特徴が顕著に異なるものの、その両方が金属絶縁体転移に寄与している。言い替えれば、BaVS3は弱相関と強相関のバンドの競合、あるいは1次元的および2次元的な相関の競合が複雑な物理現象を出現させているきわめてユニークな異方的金属である。
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