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磁気熱量効果を用いた三角格子有機磁性体における量子スピン液体状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K05188
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2016-2017)
国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2015)

研究代表者

磯野 貴之  国立研究開発法人理化学研究所, 加藤分子物性研究室, 特別研究員 (70625631)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード量子スピン液体 / 三角格子有機磁性体 / 磁気熱量効果
研究成果の概要

三角格子有機磁性体の量子スピン液体状態における磁気励起構造を系統的に理解することを目的として、kappa-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3の磁気トルク、および磁気熱量効果を測定した。前者により、磁化率の臨界スケーリングを発見し、ゼロ磁場近傍に量子臨界点が存在すること、および幾つかの臨界指数を決定することに成功した。また、後者の実験から、極低温・磁場中において電子スピン系と格子系の結合が極めて弱くなることを発見した。この結果は、熱伝導率のみで磁気励起にギャップがあるように見えた長年の謎を説明する。以上の実験から、有機系における量子スピン液体のマクロな性質が統一的に理解できることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Spin-lattice decoupling in a triangular-lattice quantum spin liquid2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Isono, Shiori Sugiura, Taichi Terashima, Kazuya Miyagawa, Kazushi Kanoda and Shinya Uji
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04005-1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov superconductivity in the layered organic superconductor b”-(BEDT-TTF)4[(H3O)Ga(C2O4)3]C6H5NO22018

    • 著者名/発表者名
      S. Uji, Y. Iida, S. Sugiura, T. Isono, K. Sugii, N. Kikugawa, T. Terashima, S. Yasuzuka, H. Akutsu, Y. Nakazawa, D. Graf, P. Day
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 97 号: 14 ページ: 144505-144505

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.144505

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetocaloric Effect in Layered Organic Conductor lambda-(BETS)2FeCl42018

    • 著者名/発表者名
      Shiori Sugiura, Kazuo Shimada, Naoya Tajima, Yutaka Nishio, Taichi Terashima, Takayuki Isono, Reizo Kato, Biao Zhou, Shinya Uji
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 4 ページ: 044601-044601

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.044601

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum vortex melting and phase diagram in the layered organic superconductor κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)22018

    • 著者名/発表者名
      S. Uji, Y. Fujii, S. Sugiura, T. Terashima, T. Isono, J. Yamada
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 97 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.024505

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Torque Studies in Two-Dimensional Organic Conductor λ-(BETS)2FeCl42017

    • 著者名/発表者名
      S. Sugiura, K. Shimada, N. Tajima, Y. Nishio, T. Terashima, T. Isono, R. Kato, and S. Uji
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 1 ページ: 014702-014702

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.014702

    • NAID

      210000134224

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum criticality in an organic spin-liquid insulator κ-(BEDT-TTF)2(CN)32016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Isono, Taichi Terashima, Kazuya Miyagawa, Kazushi Kanoda, and Shinya Uji
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 13494-13494

    • DOI

      10.1038/ncomms13494

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Charge Transport in Antiferromagnetic Insulating Phase of Two-Dimensional Organic Conductor λ-(BETS)2FeCl42016

    • 著者名/発表者名
      S. Sugiura, K. Shimada, N. Tajima, Y. Nishio, T. Terashima, T. Isono, A. Kobayashi, B. Zhou, R. Kato, and S. Uji
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 6 ページ: 064703-064703

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.064703

    • NAID

      210000133965

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-Plane Anisotropy of Upper Critical Field and Flux-Flow Resistivity in Layered Organic Superconductor β”-(ET)2SF5CH2CF2SO32015

    • 著者名/発表者名
      S. Yasuzuka, S. Uji, T. Terashima, K. Sugii, T. Isono, Y. Iida, and J. A. Schlueter
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 9 ページ: 094709-094709

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.094709

    • NAID

      210000133679

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] スピン液体的振舞を示す三角格子有機磁性体の磁気特性の系統的研究2018

    • 著者名/発表者名
      磯野貴之
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁気トルクで見た有機三角格子系X[Pd(dmit)2]2 (X = Me4P, Me4Sb)の反強磁性状態2017

    • 著者名/発表者名
      磯野貴之,崔亨波,杉浦栞理,寺嶋太一,宇治進也,加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機三角格子系物質κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3におけるスピン-格子デカップリング2016

    • 著者名/発表者名
      磯野貴之,杉浦栞理,寺嶋太一,宮川和也,鹿野田一司,宇治進也
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機三角格子系物質κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3における量子臨界現象2016

    • 著者名/発表者名
      磯野貴之,寺嶋太一,宮川和也,鹿野田一司,宇治進也
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機三角格子系における量子スピン液体状態の低温磁気トルク2015

    • 著者名/発表者名
      磯野貴之
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-05-15  

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