• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

遷移金属化合物における量子スピン液体状態の単結晶を用いた実験的解明

研究課題

研究課題/領域番号 14F04026
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 物性II(実験)
研究機関東京大学

研究代表者

中辻 知  東京大学, 物性研究所, 教授 (70362431)

研究分担者 TIAN ZHAOMING  東京大学, 物性研究所, 外国人特別研究員
TIAN Zhaoming  東京大学, 物性研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード遷移金属酸化物 / スピン液体 / トポロジカル量子相 / イリジウム酸化物 / スピン・軌道相互作用 / 金属・絶縁体転移
研究実績の概要

強相関電子系におけるさまざまな新しいトポロジカル量子相の発現の舞台として、我々が開発したPr2Ir2O7を含むパイロクロア型イリジウム酸化物が近年注目を浴びている。この系は典型的トポロジカル絶縁体HgTeと同じ電子構造を持つ、強相関電子系では初めての半金属であることを、物性研究所の近藤猛准教授との角度分解光電子分光(ARPES)とUCSBの理論グループのBalents教授らのバンド計算を用いた直接観察から明らかにした(近藤、Balents,中辻et al Nature Communications (2015))。さらに、Nd2Ir2O7の純良単結晶の合成を行い、その金属・絶縁体転移温度がNdとIrの比に著しく依存することを解明した。さらに純良単結晶を用いた実験から、磁場誘起の金属・絶縁体量子相転移を発見した。さらに、その純良単結晶を用いた研究からPr2Ir2O7とNd2Ir2O7はともに、この量子相転移近傍に位置する2次の波数分散を持つフェルミノード系であることを見出した。(Tian, 金道、Balents、中辻et al Nature Physics (2015))特に、磁場を[100]にかけた場合のみ、巨大な磁気抵抗を伴って、絶縁体・半金属転移が起こることを見出した。このことは、Ndがall-in all-out状態から、2-in 2-out状態に変化することに伴い、近藤カップリングを通じてIrの電子状態がall-in all-out状態から強磁性状態に変化することで、絶縁体から半金属状態に転移することを強く示唆している。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Field-Induced quantum metal-insulator transition in the pyrochlore iridate Nd2Ir2O72016

    • 著者名/発表者名
      Zhaoming Tian, Yoshimitsu Kohama, Takahiro Tomita, Hiroaki Ishizuka, Timothy H. Hsieh, Jun J. Ishikawa, Koichi Kindo, Leon Balents, and Satoru Nakatsuji
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 12 号: 2 ページ: 134-138

    • DOI

      10.1038/nphys3567

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental exploration of novel semimetal state in strongly anisotropic Pyrochlore iridate Nd2Ir2O7 under high magnetic field2016

    • 著者名/発表者名
      Z. M. Tian, Y. Kohama, T. Tomita, J. Ishikawa, H. Mario, K. Kindo, and S. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 683 ページ: 012024-012024

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012024

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Frustrated magnetism in a Mott insulator based on a transition metal chalcogenide2016

    • 著者名/発表者名
      S Kawamoto, T Higo, T Tomita, S Suzuki, Z M Tian, K Mochitzuki, A Matsuo, K Kindo and S Nakatsuji
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 683 ページ: 012025-012025

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012025

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-Field Multi-Frequency ESR in the Rare-Earth Spinel Compound CdYb2S42015

    • 著者名/発表者名
      D. Yoshizawa, T. Kida, S. Nakatsuji, K. Iritani, M. Halim, T. Takeuchi and M. Hagiwara
    • 雑誌名

      Appl. Magn. Reson.

      巻: N/A 号: 9 ページ: 0937-9347

    • DOI

      10.1007/s00723-015-0651-x

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum criticality in a metallic spin liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tokiwa, J. J. Ishikawa, S. Nakatsuji and P. Gegenwart
    • 雑誌名

      Nature Mater.

      巻: 13 号: 4 ページ: 356-359

    • DOI

      10.1038/nmat3900

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic and Thermal Properties of the Single Crystalline Pr2Zr2O7 in a [111] field2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura and S. Nakatsuji
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc

      巻: 3

    • DOI

      10.7566/jpscp.3.014027

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] X-ray Photoemission and X-ray Absorption Spectroscopy of Hexagonal Ba3CuSb2O92014

    • 著者名/発表者名
      T. Sugimoto, T. Mizokawa, H. Wadati, K. Takubo, A. Damascelli, T. Z. Regier, G. A. Sawatzky, N. Katayama, H. Sawa, K. Kimura and S. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 63 ページ: 549-550

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 銅酸化物磁性体におけるスピン・軌道の特異な量子状態2014

    • 著者名/発表者名
      澤 博, 中辻 知
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 49 ページ: 533-543

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electronic Structure of Quantum Spin-liquid Coupound Ba3CuSb2O92014

    • 著者名/発表者名
      T. Sugimoto, T. Mizokawa, H. Wadati, K. Takubo, A. Damascelli, T. Z. Regier, G. A. Sawatzky, N. Katayama, H. Sawa, K. Kimura and S. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 3 ページ: 1-4

    • DOI

      10.7566/jpscp.3.014007

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] パイロクロア型イリジウム酸化物における低温下の熱膨張と熱電能測定2015

    • 著者名/発表者名
      冨田崇弘,鈴木慎太郎、Robert K¨uchler、Kamran Benia、Z. M. Tian、松本洋介、中辻知
    • 学会等名
      第9 回物性科学領域横断研究会 凝縮系科学の最前線
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Exotic topological semimetal states in pyrochlore iridates2015

    • 著者名/発表者名
      Z. M. Tian
    • 学会等名
      Topological phase in correlated electron system workshop
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental exploration of novel semimetal state in strong anisotropic pyrochlore iridate Nd2Ir2O7 under high magnetic field2015

    • 著者名/発表者名
      Z. M. Tian
    • 学会等名
      首都大学東京 International Symposium 2015 “New quantum phase emerging from novel crystal strucutur”e
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都・八王子市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Strong anisotropic magnetotransport in pyrochlore iridate Nd2Ir2O7 single crystal2015

    • 著者名/発表者名
      Z. M. Tian
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] パイロクロア型イリジウム酸化物における低温下の熱膨張と熱電能測定2015

    • 著者名/発表者名
      冨田崇弘,鈴木慎太郎、Robert K¨uchler、Kamran Benia, Z. M. Tian、松本洋介、中辻知
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] パイロクロア型イリジウム酸化物における低温下の熱膨張と熱電能測定2015

    • 著者名/発表者名
      冨田崇弘,鈴木慎太郎、Robert K¨uchler、Kamran Benia、Z. M. Tian、松本洋介、中辻知
    • 学会等名
      J-Physics:多極子伝導系の物理キックオフミーティング
    • 発表場所
      神戸大学総合拠点コンベンションホール(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] “Quantum Melting of Spin Ice”2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nakatsuji
    • 学会等名
      Edgar Luscher Seminar 2015 “Neues aus der Festkorperphysik”
    • 発表場所
      Hotel-Sport Klosters/Schweiz, Switzerland
    • 年月日
      2015-02-07 – 2015-02-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] "Anisotropic magnetism and magnetoresistance of Nd2Ir2O7 single crystal"2014

    • 著者名/発表者名
      T. Zhaoming
    • 学会等名
      新量子相研究会
    • 発表場所
      強羅星雲荘セミナー室 神奈川県足柄下郡箱根町
    • 年月日
      2014-11-27 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] “Emergent excitations in spin liquids through coupling with electrons and orbitals”2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nakatsuji
    • 学会等名
      7th International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2014(基調講演)
    • 発表場所
      Cambridge University, UK
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] “Topological excitations and anomalous semi-metallic phase in Pr based pyrochlore oxides”2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nakatsuji
    • 学会等名
      OIST International Workshp on Novel Quantum Materials and Phases
    • 発表場所
      OIST, Okinawa, Japan
    • 年月日
      2014-05-13 – 2014-05-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi