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周波数掃引型ESRによるスピンギャップ系におけるエレクトロマグノン励起の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K05416
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
研究機関神戸大学

研究代表者

櫻井 敬博  神戸大学, 研究基盤センター, 助教 (60379477)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードスピンカレント / 周波数掃引型ESR / スピンギャップ / エレクトロマグノン / スピンカレント機構
研究成果の概要

S = 1/2反強磁性ダイマーからなるスピンギャップ系物質KCuCl3において観測される、基底一重項から三重項への直接遷移が、スピンカレント機構を起源とするエレクトロマグノン励起である可能性について検証した。検証には自ら開発したTHz領域における周波数掃引型ESR装置を用いた。一重項から三重項のSz = 0への励起(平行モード)を観測することに成功した。本励起は、励起エネルギーが磁場に依らず一定であるため、周波数掃引型ESRにより初めて観測されるものである。そしてこの励起は、系の選択則を検討した結果、スピンカレント機構を起源とするエレクトロマグノン励起であると結論した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エレクトロマグノンの平行モードの観測が、その識別手段として有効であることを示す事が出来た。ESRにおける直接遷移に関しては、Dzyaloshinsky-Moriya相互作用が存在する場合のESRの選択則については理論的に研究されてきたが、実験結果を満足に説明できるケースはむしろ例外的で、その統一的な理解には及んでいない。スピンカレント機構が直接遷移を許容にする一般則として加われば、ESR の選択則が非常に豊になってかつその研究が進む。更に、本研究でスピンギャップ系においてエレクトロマグノンが確認されれば、エレクトロマグノンの新しい探索対象を一気に広げると期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 4件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Spectroscopic and magnetic properties of Fe2+ (3d6; S= 2) ions in Fe(NH4)2(SO4)2・6H2O ? Modeling zero-field splitting and Zeeman electronic parameters by microscopic spin Hamiltonian approach2018

    • 著者名/発表者名
      Zajac Magdalena、Rudowicz Czeslaw、Ohta Hitoshi、Sakurai Takahiro
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 449 ページ: 94-104

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2017.09.027

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct Observation of the Quantum Phase Transition of SrCu2(BO3)2 by High-Pressure and Terahertz Electron Spin Resonance2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai, Y. Hirao, K. Hijii, S. Okubo, H. Ohta, Y. Uwatoko, K. Kudo, and Y. Koike
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 3 ページ: 033701-033701

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.033701

    • NAID

      120006466525

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pressure Effect on Zero-Field Splitting Parameter of Hemin: Model Case of Hemoproteins under Pressure2018

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Okamoto、Eiji Ohmichi、Yu Saito、Takahiro Sakurai、Hitoshi Ohta
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 122 号: 27 ページ: 6880-6887

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b03128

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Paramagnetic ionic liquids exhibiting thermochromism based on monomer-dimer equilibrium of cationic half-sandwich complexes2018

    • 著者名/発表者名
      T. Inagaki, T. Mochida, K. Takahashi, T. Sakurai, H. Ohta
    • 雑誌名

      J. Mol. Liq.

      巻: 269 ページ: 882-885

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2018.08.119

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and application of 2.5?GPa?25?T high-pressure high-field electron spin resonance system using a cryogen-free superconducting magnet2018

    • 著者名/発表者名
      Sakurai T.、Kimura S.、Kimata M.、Nojiri H.、Awaji S.、Okubo S.、Ohta H.、Uwatoko Y.、Kudo K.、Koike Y.
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance

      巻: 296 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2018.08.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dzyaloshinsky-Moriya Interaction and the Ground State in S=3/2 Perfect Kagome Lattice Antiferromagnet KCr3(OH)6(SO4)2 (Cr-Jarosite) Studied by X-Band and High-Frequency ESR2017

    • 著者名/発表者名
      S. Okubo, R. Nakata, S. Idehara, N. Takahashi, T. Sakurai, W. Zhang, H. Ohta, T. Shimokawa, T. Sakai, K. Okuta, S. Hara, and H. Sato
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 2 ページ: 024703-024703

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.024703

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermochromic Magnetic Ionic Liquids from Cationic Nickel(II) Complexes Exhibiting Intramolecular Coordination Equilibrium2017

    • 著者名/発表者名
      Xue Lan; Tomoyuki Mochida; Yusuke Funasako; Kazuyuki Takahashi; Takahiro Sakurai; Hitoshi Ohta
    • 雑誌名

      Chem. - Eur. J.

      巻: 23 号: 4 ページ: 823-831

    • DOI

      10.1002/chem.201604420

    • NAID

      120006337785

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cooperative spin-crossover transition from three-dimensional purely π-stacking interactions in a neutral heteroleptic azobisphenolate FeIII complex with a N3O3 coordination sphere2017

    • 著者名/発表者名
      Suguru Murata; Kazuyuki Takahashi; Tomoyuki Mochida; Takahiro Sakurai; Hitoshi Ohta; Takashi Yamamoto; Yasuaki Einaga
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 印刷中 号: 18 ページ: 5786-5789

    • DOI

      10.1039/c7dt01030c

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single-crystal-to-single-crystal transformation in hydrogen-bond- induced high-spin pseudopolymorphs from protonated cation salts with a pai-extended spin crossover Fe(III) complex anion2017

    • 著者名/発表者名
      Suguru Murata; Kazuyuki Takahashi; Takahiro Sakurai; Hitoshi Ohta
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 印刷中 ページ: 170-175

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.03.046

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-field/high-pressure ESR2017

    • 著者名/発表者名
      Sakurai T.、Okubo S.、Ohta H.
    • 雑誌名

      J. Magn. Reson.

      巻: 280 ページ: 3-9

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2017.01.023

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron magnetic resonance data on high-spin Mn(III; S = 2) ions in porphyrinic and salen complexes modeled by microscopic spin Hamiltonian approach2017

    • 著者名/発表者名
      Tadyszak Krzysztof、Rudowicz Czeslaw、Ohta Hitoshi、Sakurai Takahiro
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry

      巻: 175 ページ: 36-46

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2017.06.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-frequency EMR data for Fe 2+ ( S = 2) ions in natural and synthetic forsterite revisited - Fictitious spin S' = 1 versus effective spin S' = 2 approach2017

    • 著者名/発表者名
      Kozanecki Michal、Rudowicz Czeslaw、Ohta Hitoshi、Sakurai Takahiro
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 726 ページ: 1226-1235

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2017.07.227

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of a high-frequency ESR technique using a SQUID magnetometer to a model complex of hemoproteins2017

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Okamoto, Takahiro Sakurai, Eiji Ohmichi, Hitoshi Ohta
    • 雑誌名

      J. Jpn. Soc. Infrared Science & Technology

      巻: 27 ページ: 56-64

    • NAID

      40021287456

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Valence Control of Ionic Molecular Crystals: Effect of Substituents on the Structures and Valence States of Biferrocenium Salts with Fluoro Tetracyanoquinodimethanides2017

    • 著者名/発表者名
      Mochida Tomoyuki、Funasako Yusuke、Kimata Hironori、Tominaga Takumi、Sakurai Takahiro、Ohta Hitoshi
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des.

      巻: 17 号: 11 ページ: 6020-6029

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.7b01147

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Shastry-Sutherland物質SrCu2(BO3)2の高圧下ESRによる量子相転移の観測2019

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博
    • 学会等名
      第2回スピン系物理研究会、神戸大学(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 25T無冷媒型超伝導磁石を用いた直交ダイマー系SrCu2(BO3)2の高圧下ESR2019

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博・奥藤涼介・木村尚次郎・木俣基・野尻浩之・太田仁・大久保晋・上床美也・工藤一貴・小池洋二
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会、九州大学(福岡県)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development and application of high-field high-pressure ESR system in THz region2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai, K. Hijii, S. Okubo, H. Ohta, S. Kimura, H. Nojiri, Y. Uwatoko, K. Kudo, Y. Koike
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry, Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of high-pressure high-field ESR system and application to orthogonal dimer spin system SrCu2(BO3)22018

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai, K. Hijii, R. Okuto, S. Kimura, H. Nojiri, S. Okubo, H. Ohta, Y. Uwatoko, K. Kudo, Y. Koike
    • 学会等名
      The 16th international conference on megagauss magnetic field generation and related topics, Kashiwa, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 直交ダイマー系SrCu2(BO3)2の圧力下THz ESRによる量子相転移の観測2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会、同志社大学(京都府)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 圧力下ESRによる直交ダイマー系SrCu2(BO3)2の圧力誘起量子相転移の観測2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博
    • 学会等名
      基研研究会「スピン系物理の最前線」、京都大学(京都府)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧強磁場ESRの開発と応用-直交ダイマー系SrCu2(BO3)2の結果を中心に-2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博
    • 学会等名
      第五回西日本強磁場科学研究会、神戸大学(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 25 T無冷媒型超伝導磁石を用いた高圧下ESR装置の開発2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博・木村尚次郎・木俣基・野尻浩之・大久保晋・太田仁・工藤一貴・小池洋二
    • 学会等名
      第59回高圧討論会、岡山理科大学(岡山県)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 三角格子反強磁性体CsCuCl_3_のプラトー領域における圧力下強磁場ESR2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博,大木瑛登,石村謙斗,岡本翔,高橋英幸,肘井敬吾,大道英二,大久保晋,太田仁,上床美也,田中秀数,世良文香,高阪勇輔,秋光純,世良正文,井上克也
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] KCuCl3における圧力下THz-ESR測定による圧力誘起相転移の観測2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博、平尾祐樹、大久保晋、太田仁、上床美也、田中秀数
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Ceramics for the Inner Parts of the Pressure Cell by Electromagnetic Wave Heating2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai, Y. Hirao, E. Ohki, S. Okubo, H. Ohta, T. Nishiwaki, S. Mitsudo and Y. Uwatoko
    • 学会等名
      The 6th International Workshop on Far-Infrared Technologies (IW-FIRT2017) and The 2nd International Symposium on Development of High Power Terahertz Science and Technology (DHP-TST 2017)
    • 発表場所
      福井大学(福井県・福井市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子磁性体CsCuCl3の高圧下THz-ESR測定2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博,大木瑛登,肘井敬吾,大久保晋,太田仁,上床美也,田中秀数,世良文香,高阪勇輔,秋光純,世良正文,井上克也櫻井敬博,大木瑛登,肘井敬吾,大久保晋,太田仁,上床美也,田中秀数,世良文香,高阪勇輔,秋光純,世良正文,井上克也
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 三角格子反強磁性体CsCuCl_3_の圧力下THz-ESR測定III2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博,大木瑛登,肘井敬吾,大久保晋,太田仁,上床美也,田中秀数,世良文香,高阪勇輔,秋光純,世良正文,井上克也
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 三角格子反強磁性体CsCuCl3の圧力下磁化プラトー現象の起源解明2017

    • 著者名/発表者名
      大木瑛登, 櫻井敬博, 大久保晋, 太田仁, 上床美也, 田中秀数, 世良文香, 高坂勇輔, 秋光純, 世良正文, 井上克也
    • 学会等名
      第4回西日本強磁場研究科学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧力下ヘミンのTHz領域における多周波数強磁場ESR2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤 佑,岡本 翔,大木 瑛登,櫻井 敬博,原茂夫,大道 英二,大久保 晋,太田 仁
    • 学会等名
      第56回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 三角格子反強磁性体CsCuCl_3_のテラヘルツ領域における圧力下ESR測定2017

    • 著者名/発表者名
      大木瑛登,櫻井敬博, 肘井敬吾,大久保晋,太田仁, 上床美也,田中秀数, 世良文香, 高坂勇輔,秋光純,世良正文,井上克也
    • 学会等名
      第27回日本赤外線学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テラヘルツ領域における高圧下ESR装置の開発と応用2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博,大木瑛登, 大久保晋,太田仁
    • 学会等名
      第27回日本赤外線学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 強磁場高圧下テラヘルツESR装置の開発と応用2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博
    • 学会等名
      強磁場研究会「強磁場コラボラトリーが拓く未踏計測領域への挑戦と物質・材料科学の最先端」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧力下THz ESR装置の開発と応用2016

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博
    • 学会等名
      分子研研究会「物質および生体機能の起源にせまる先端的電子スピン分光計測」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県・岡崎市)
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] High pressure THz ESR measurements of spin-gap system KCuCl32016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirao, E. Ohki, T. Sakurai, H. Ohta, S. Okubo, Y. Uwatoko, and H. Tanaka
    • 学会等名
      International Workshop “Novel Magnetic Resonance Techniques in Millimeter and Terahertz Waves and their Applications to Bioscience" (MR-THz2016)
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of high pressure and high field ESR system and its application to quantum spin system2016

    • 著者名/発表者名
      E. Ohki, T. Sakurai, Y. Hirao, S. Okubo, H. Ohta, Y. Uwatoko, H. Tanaka, A. Sera, Y. Kosaka, J. Akimitsu, M. Sera, and K. Inoue
    • 学会等名
      International Workshop “Novel Magnetic Resonance Techniques in Millimeter and Terahertz Waves and their Applications to Bioscience" (MR-THz2016)
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強磁場高圧多重極限下ESR装置の開発と応用2016

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博、平尾祐樹、大木瑛登、太田仁、大久保晋、上床美也、野尻浩之、木村尚次郎
    • 学会等名
      第57回高圧討論会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 三角格子反強磁性体CsCuCl3の圧力下THz-ESR測定2016

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博、大木瑛登、平尾祐樹、大久保晋、太田仁、上床美也、田中秀数、世良文香、高阪勇輔、秋光純、世良正文、井上克也
    • 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] High pressure and THz ESR measurement on orthogonal-dimer system SrCu2(BO3)22016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai, Y. Hirao, K. Hijii, S. Okubo, H. Ohta, Y. Uwatoko, K. Kudo, Y. Koike
    • 学会等名
      The 17th International Conference on High Pressure in Semiconductor Physics (HPSP-17) & Workshop on High-pressure Study on Superconducting (WHS)
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多重極限電子スピン共鳴装置の開発と量子スピン系への応用2016

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬博
    • 学会等名
      低温工学会関西支部2016年度第1回講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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