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電荷秩序に誘起されるスピン液体相の探索と超伝導発現機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J04507
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅱ(実験)
研究機関北海道大学

研究代表者

南舘 孝亮  北海道大学, 理学研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード分子性固体 / 有機導体 / BETS / 磁性 / 磁気共鳴 / 輸送特性
研究実績の概要

本研究は、有機伝導体λ-(STF)2GaCl4(GaCl4塩)、λ-(STF)2FeCl4(FeCl4塩)を対象とし、GaCl4塩の常圧下に観測されたスピン液体相のフラストレーション機構、及び付近の超伝導相における、電気、磁気的な性質を明らかにし、それらの関係性解明を目指すものである。本年度は両塩に対して、低温の局所情報を得るため、理化学研究所の渡邊功雄研究員と共同してGaCl4塩に対して0.3 Kでのμ-SR測定を、FeCl4塩に対しては所属機関の福岡脩平助教と共同してメスバウアー分光測定を行った。GaCl4塩は昨年度よりも低温の0.3 Kにおいても反強磁性状態に対応したμ-SRスペクトルの振動が見られず、極めて強い反強磁性秩序の抑制効果によって常磁性を低温まで維持することがわかった。μ-SRスペクトルの温度、磁場依存性は測定できなかったが、今後補完されることで短距離秩序の有無などの詳細な性質が明らかになると考えられる。また、FeCl4塩の局所磁化率の温度依存性が明らかになり、GaCl4塩には見られない反強磁性相が、FeCl4塩に現れることの起源として、dスピン間の相互作用が寄与している可能性が高いことを示した。
また、上記の塩に近い組成を持つ、新奇π-d系物質κ-(STF)2FeCl4、λ’-(STF)2FeBr4を発見し物性評価を行った。前者は134K以下で磁気的秩序を伴わずに絶縁化することがわかった。後者については1GPaの圧力下では50Kに絶縁化転移、2GPa以上の圧力下で超伝導相が発見された。今後これらの物性を調べることにより、電荷揺らぎと超伝導、スピン液体相の体系的な理解へと発展していく可能性がある。
本年度の成果について、1件の国内会議、4件の国際会議で発表したほか、FeCl4塩の磁気的性質について雑誌Physical Review Bに発表した。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Role of the d-d interaction in the antiferromagnetic phase of λ-(BEDT-STF)2FeCl42018

    • 著者名/発表者名
      Minamidate Takaaki、Shindo Hironori、Ihara Yoshihiko、Kawamoto Atsushi、Matsunaga Noriaki、Nomura Kazushige
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 10 ページ: 104404-104404

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.104404

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] π-d系有機導体λ-(BEDT-STF)2FeCl4及びλ’-(BEDT-STF)2FeBr4の反強磁性相における磁気的性質II2018

    • 著者名/発表者名
      南舘孝亮、和田大阿、川口悟司、松永悟明、河本充司、野村一成
    • 学会等名
      第73回日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] piーd系有機導体lambda-(BEDT-STF)2FeCl4及びlambda'-(BEDT-STF)2FeBr4の反強磁性相における磁気的性質2017

    • 著者名/発表者名
      南舘 孝亮
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Superconducting states and neighboring phases in λ-(BEDT-STF)2GaCl42017

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Minamidate
    • 学会等名
      RIKEN Symposium & Joint Workshop between RIKEN Nishina Center and USM
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ROLE OF THE ANION ORDERING AND EFFECTIVE PRESSURE IN FIELD-INDUCED SPINDENSITY-WAVE PHASE2017

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Minamidate, T. Komada, N. Matsunaga, K. Nomura, T. Sasaki
    • 学会等名
      International School and Workshop on Electronic Crystals ECRYS-2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Peculiar Paramagnetic State in λ-(BEDT-STF)2GaCl42017

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Minamidate, H Shindo, N. Matsunaga, A. Kawamoto, K. Nomura
    • 学会等名
      12th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets ISCOM2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Paramagnetic State in λ-(BEDT-STF)2GaCl42017

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Minamidate, H Shindo, N. Matsunaga, A. Kawamoto, K. Nomura
    • 学会等名
      New Frontier of Molecular Materials (NFMM)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic properties in organic pi-d system lambda-(BEDT-STF)2FeCl42016

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Minamidate
    • 学会等名
      Gordon Research Conference & Seminar 2016 -Conductivity & Magnetism in Molecular Materials-
    • 発表場所
      サウス・ハドリー (アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-08-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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