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多角的熱測定による分子ダイマー型Mott絶縁体における電荷秩序・電荷揺らぎの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K05447
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
研究機関大阪大学

研究代表者

山下 智史  大阪大学, 理学研究科, 助教 (40587466)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード電荷秩序 / 分子性導体 / 強相関 / 熱容量測定 / 量子スピン液体 / 誘電測定 / スピン液体 / 強相関電子系 / 分子性固体 / 物性実験
研究成果の概要

分子ダイマー型Mott絶縁体系の電荷秩序転移挙動および低温の励起構造を調べるため、電荷秩序―量子スピン液体相境界近傍の探索が可能な2種類の混晶塩に対して、熱容量測定・熱起電力測定などを行った。熱容量測定および熱起電力測定の両方で、磁化率の非磁性化と電荷秩序形成は必ずしも対応せず、本系の電荷秩序が高次相転移的な性質を有していることを明らかにした。量子スピン液体領域の電荷秩序相境界近傍では、これまでに報告されていたギャップレス励起とは別種の低エネルギー励起が存在することを発見した。また、本系では短距離の電荷秩序が形成される可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

分子ダイマー型Mott絶縁体系の電荷秩序転移が高次相転移的な性質を持ち、温度低下に従って徐々に電荷秩序が成長するという特徴は、本系においては短距離の電荷秩序形成が可能であることを示している。量子スピン液体領域の電荷秩序相境界近傍において、ギャップレス励起とは別種の低エネルギー励起を観測したこととを合わせて考察すると、量子スピン液体領域においても小規模の電荷秩序形成やその駆動力となる電荷揺らぎの影響が存在することを示唆している。この結果は、電荷揺らぎに焦点をあてることで量子スピン液体相の実現機構を解明できる可能性を示している。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Phonon Glass Induced by Electron Correlation2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nomoto, S. Yamashita, H. Akutsu, Y. Nakazawa, and A. I. Krivchikov
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 88 号: 7 ページ: 0736011-4

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.073601

    • NAID

      40021949244

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction of a thermal conductivity measurement system for small single crystals of organic conductors2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Nomoto, Shusaku Imajo, Satoshi Yamashita,Hiroki Akutsu, Yasuhiro Nakazawa, Alexander I. Krivchikov
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Analysis and Calorimetry

      巻: 135 号: 5 ページ: 2831-2836

    • DOI

      10.1007/s10973-018-7799-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mobility of hydrated alkali metal ions in metallosupramolecular ionic crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuto Yoshinari, Satoshi Yamashita, Yosuke Fukuda, Yasuhiro Nakazawa, Takumi Konno
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 2 ページ: 587-593

    • DOI

      10.1039/c8sc04204g

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic Investigation by Heat Capacity Measurements of k-type Dimer-Mott Organic Compounds with Chemical Pressure Tuning2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsumura, Shusaku Imajo, Satoshi Yamashita, Hiroki Akutsu and Yasuhiro Nakazawa
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B

      巻: 32 号: 17 ページ: 18400241-7

    • DOI

      10.1142/s0217979218400246

    • 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] Fermi surface in the absence of a Fermi liquid in the Kondo insulator SmB62018

    • 著者名/発表者名
      M. Hartstein, W. H. Toews S. Yamashita(8th author), Suchitra E. Sebastian et al
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 14 号: 2 ページ: 166-172

    • DOI

      10.1038/nphys4295

    • 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] Thermodynamics of the quantum spin liquid state of the single-component dimer Mott system k-H3(Cat-EDT-TTF)2.2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamashita, Yasuhiro Nakazawa, Akira Ueda, Hatsumi Mori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 18

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.184425

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increase in the Magnetic Ordering Temperature (Tc) as a Function of the Applied Pressure for A2Mn[Mn(CN)6] (A = K, Rb, Cs) Prussian Blue Analogues2017

    • 著者名/発表者名
      Masataka Sugimoto, Satoshi Yamashita, Hiroki Akutsu, Yasuhiro Nakazawa, J. G. DaSilva, C.M. Kareis, Joel S. Miller
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 号: 17 ページ: 10452-10457

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b01402

    • 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] Unusual Magnetic State with Dual Magnetic Excitations in the Single Crystal of S = 1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet CaCu3(OH)6Cl2・0.6H2O2017

    • 著者名/発表者名
      H. Yoshida, N. Noguchi, Y. Matsushita, Y. Ishii, Y. Ihara, M. Oda, H. Okabe, S. Yamashita, Y. Nakazawa, A. Takata, T. Kida, Y. Narumi, and M. Hagiwara
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 3 ページ: 033704-033704

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.033704

    • NAID

      210000134285

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 分子性導体における電荷ガラス状態の電場制御2019

    • 著者名/発表者名
      山下智史,野本哲也,圷 広樹,中澤康浩
    • 学会等名
      第 55 回熱測定討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Thermodynamic Investigation on the Excitation Structure of the Organic Quantum Spin Liquid System2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamashita
    • 学会等名
      The Seventh International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Material
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] θ-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4における電荷ガラス状態の低温熱容量2019

    • 著者名/発表者名
      山下智史,野本哲也,圷広樹,中澤康浩
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Systematic Heat Capacity Measurements for Quantum Spin Liquid Phase in Dimer Mott system2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamashita
    • 学会等名
      The 6th Joint Meeting of the 73rd Calorimetry Conference and the 25th International Conference on Chemical Thermodynamics (CALCON-ICCT 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermodynamic Study on Charge-Ordering in Organic Dimer Mott Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamashita
    • 学会等名
      International Symposium of Structural Thermodynamics for Young Thermodynamisists
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電場下における物性測定手法2018

    • 著者名/発表者名
      山下智史
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電荷秩序相近傍のX[M(dmit)2]2(M=Pd,Pt)の低温熱容量2017

    • 著者名/発表者名
      山下智史,中澤康浩,上田康平,加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪(大阪大学豊中キャンパス)
    • 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] Dimer-Mott絶縁体における電荷秩序形成機構に関する熱的研究2017

    • 著者名/発表者名
      山下智史,中澤康浩,上田康平,加藤礼三
    • 学会等名
      第53回熱測定討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] EtMe3Sb[Pd1-xPtx(dmit)2]2混晶塩の電荷秩序状態に関する熱的研究2017

    • 著者名/発表者名
      山下智史,中澤康浩,上田康平,加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子性電荷移動塩の高圧下比熱2017

    • 著者名/発表者名
      山下智史
    • 学会等名
      東北大金研ワークショップ「多自由度が協奏する分子システムの科学」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 阪大化学熱学レポート No.40

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/micro/report/rctes/2019/index.html.ja

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 阪大化学熱学レポート,X[Pd(dmit)2]2系の低温熱容量と電子構造の関係性

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/micro/report/rcst/2018/index.html.ja

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 阪大化学熱学レポート,量子スピン液体物質の低温熱容量における乱れの効果

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/micro/report/rcst/2018/index.html.ja

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 阪大化学熱学レポート 水素結合型量子スピン液体物質κ-H3(Cat-EDT-TTF)2の低温熱容量

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/micro/report/rcst/2017/index.html.ja

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-10-24   更新日: 2021-02-19  

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