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5d遷移金属におけるフラストレート格子上の強相関電子物性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K17732
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東北大学

研究代表者

青山 拓也  東北大学, 理学研究科, 助教 (80757261)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード強相関電子物性 / 遷移金属化合物 / マルチフェロイクス / フラストレーション / 磁気多極子 / 5d電子系 / フラストレート磁性体 / 誘電率 / 高圧力 / 磁性 / 誘電性 / 強相関電子系
研究成果の概要

イリジウムが4価の陽イオンとなった場合と同様の電子配置を示す3価のルテニウムを含む化合物に対して電気磁気効果の測定を行った.空間反転対称性の局所的な破れに起因した局所電気分極の磁場効果を観測した.その詳細を明らかにするため赤外吸収スペクトルの測定を行なった.
イリジウムを含むフラストレート磁性体の単結晶育成をおこない,X線結晶構造解析・磁気抵抗効果・比熱の測定を行い,半金属的な伝導特性を示すこと・低温に磁気転移が存在すること・磁気転移温度以下で特異な磁気抵抗効果を示すことを明らかにした.圧力下においても測定を進め,低温の磁気転移付近の電気抵抗率の変化の圧力依存性を測定した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハニカム格子上においてボンド依存した強磁性相互作用をもつ場合,その基底状態は量子スピン液体になることが厳密に示されている.また遍歴および局在した分数励起によって有限温度の振る舞いが記述でき,そのうち遍歴自由度がDirac型の分散を示すことからトポロジカルな性質を持つことが指摘されている.我々は磁気誘電測定および赤外吸収スペクトル測定を通じて遍歴自由度の観測を試みた.その結果磁気転移温度以下で顕著な磁気誘電効果を観測するとともに,複数のフォノンに関連した新たな吸収を発見した.

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

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Quantum paramagnet near spin-state transition2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tomiyasu, N. Ito, R. Okazaki, Y. Takahashi, M. Onodera, K. Iwasa, T. Nojima, T. Aoyama, K. Ohgushi, Y. Ishikawa, T. Kamiyama, S. Ohira-Kawamura, M. Kofu and S. Ishihara
    • 雑誌名

      Advanced Quantum Technology

      巻: 2018 号: 3 ページ: 1800057-1800057

    • DOI

      10.1002/qute.201800057

    • 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] Positive and Negative Two-Dimensional Thermal Expansion via Relaxation of Node Distortions2018

    • 著者名/発表者名
      Ohtani Ryo、Yamamoto Riho、Aoyama Takuya、Grosjean Arnaud、Nakamura Masaaki、Clegg Jack K.、Hayami Shinya
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 18 ページ: 11588-11596

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b01617

    • 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] Structural deformation of the S=1 kagome-lattice compound KV3Ge2O92017

    • 著者名/発表者名
      E. Takagi, T. Aoyama, S. Hara, H. Sato, T. Kimura, and Y. Wakabayashi
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 95 号: 10 ページ: 104416-104416

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.104416

    • 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] Anisotropic magnetodielectric effect in the honeycomb-type magnet α - RuCl 32017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Aoyama, Yoshinao Hasegawa, Shojiro Kimura, Tsuyoshi Kimura, and Kenya Ohgushi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 24 ページ: 245104-245104

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.245104

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orbital order and fluctuations in the two-leg ladder materials BaFe 2 X 3 ( X = S and Se) and CsFe 2 Se 32017

    • 著者名/発表者名
      Kou Takubo, Yuichi Yokoyama, Hiroki Wadati, Shun Iwasaki, Takashi Mizokawa, Teak Boyko, Ronny Sutarto, Feizhou He, Kazuki Hashizume, Satoshi Imaizumi, Takuya Aoyama, Yoshinori Imai, and Kenya Ohgushi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 11 ページ: 115157-115157

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.115157

    • 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] Two-phonon Absorption Spectra in the Layered Honeycomb Compound α-RuCl32017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Hasegawa, Takuya Aoyama, Koya Sasaki, Yuka Ikemoto, Taro Moriwaki, Toshiya Shirakura, Riichiro Saito, Yoshinori Imai, and Kenya Ohgushi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 12 ページ: 123709-123709

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.123709

    • NAID

      210000134609

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric-Field-Induced Reorientation of the Magnetic Easy Plane in a Co-Substituted BiFeO3 Single Crystal2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Yamamoto, Yuki Sakai, Kei Shigematsu, Takuya Aoyama, Tsuyoshi Kimura, and Masaki Azuma
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 号: 24 ページ: 15171-15171

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b02501

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ハニカム格子物質α-RuCl3の超高速光応答2019

    • 著者名/発表者名
      天野辰哉, 赤嶺勇人, 川上洋平, 伊藤弘毅, 長谷川慶直, 佐々木宏也, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 岩井伸一郎
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 梯子型鉄系化合物BaFe2Se3の圧力効果2019

    • 著者名/発表者名
      菊池遼介, 川島千弦A, 高橋博樹A, 今泉聖司B, 青山拓也B, 大串研也B
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 擬一次元梯子型鉄系化合物BaFe2(Se1-xSx)3における基礎物性測定2019

    • 著者名/発表者名
      今泉聖司, 青山拓也, 佐伯雄大, 今井良宗, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] “空間反転対称性の破れた磁性体Ba1-xKxMn2As2の磁気輸送現象”,2018

    • 著者名/発表者名
      工藤真裕, 江見知俊, 青山拓也, 今井良宗, 木村尚次郎, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] “Kitaevスピン液体候補物質α-RuCl3へのアルカリ金属インターカレーション”,2018

    • 著者名/発表者名
      今野克哉, 今井良宗, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] “擬一次元梯子型鉄系化合物BaFe2(Se1-xSx)3_の赤外分光”,2018

    • 著者名/発表者名
      木村遼太, 今泉聖司, 佐々木宏也, 池本夕佳, 森脇太郎, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ハニカム格子物質α-RuCl3の超高速光応答 II2018

    • 著者名/発表者名
      天野辰哉, 赤嶺勇人, 大橋拓純, 川上洋平, 伊藤弘毅, 長谷川慶直, 佐々木宏也, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 岩井伸一郎
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶BaFe2X3_(X=S,Se)の57Feメスバウアー分光法による研究2018

    • 著者名/発表者名
      冨田健史, 池田修悟, 今泉聖司, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 小林寿夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 圧力下における磁性絶縁体の研究2018

    • 著者名/発表者名
      青山拓也
    • 学会等名
      高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 梯子型鉄系化合物 BaFe2Se3 の圧力効果2018

    • 著者名/発表者名
      菊池 遼介, 川島 千弦, 高橋 博樹, 今泉 聖司, 青山 拓也, 大串 研也
    • 学会等名
      高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] BaMn2Bi2の磁気輸送特性及び諸物性2018

    • 著者名/発表者名
      小笠原拓磨, 北原慶太, Khuong K. Huynh, 青山拓也, 大串研也, 田原太夢, 木田孝則, 萩原政幸, 谷垣勝己
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間反転対称性の破れた反強磁性体BaMn2As2における第二高調波発生2018

    • 著者名/発表者名
      江見知俊, 青山拓也, 今泉聖司, 富樫拓也, 佐藤佳史, 松原正和, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 梯子型超伝導体AFe2X3(A=Ba,Cs,X=S,Se)の共鳴X線散乱2018

    • 著者名/発表者名
      田久保耕, 横山優一, 山本航平, 平田靖透, 和達大樹, 岩崎駿, 溝川貴司, Teak Boyko, Ronny Sutarto, Feizoh He, 今泉聖司, 青山拓也, 橋詰和樹, 今井良宗, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄系梯子型化合物BaFe2S3における弾性抵抗測定2018

    • 著者名/発表者名
      細井優, 石田浩祐, 水上雄太, 今泉聖司, 橋詰和樹, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 芝内孝禎
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Kitaev系A3LiIr2O6(A=Ag, Cu)の7Li核NMR2017

    • 著者名/発表者名
      高木滋,Henrike Probst,大澤博史,菊池武尊,青山拓也,大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会 大阪大学
    • 発表場所
      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] AFe2X3(A=Ba,Cs,X=S,Se)の電子構造II2017

    • 著者名/発表者名
      田久保耕, 和達大樹, 溝川貴司, Teak Boyko, Ronny Sutarto, Feizoh He, 今泉聖司, 青山拓也, 橋詰和樹, 今井良宗, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 中性子とミュオンでみた鉄系梯子型物質BaFe2Se3の動的磁性2017

    • 著者名/発表者名
      南部雄亮, 鈴木謙介, 羽合孝文, 長尾道弘, 横尾哲也, 伊藤晋一, 岡部博孝, 幸田章宏, 門野良典, 今泉聖司, 橋詰和樹, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 第二高調波発生を用いた梯子型鉄系化合物BaFe2Se3における極性構造の探索2017

    • 著者名/発表者名
      今泉聖司, 青山拓也, 富樫拓也, 佐藤佳史, 松原正和, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Kitaevスピン液体候補物質AX3(A = 遷移金属, X = Cl, I)の合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川慶直, 青山拓也, 池本夕佳, 森脇太郎, 佐々木宏也, 今井良宗, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬一次元銅酸化物Mg1-xLixCu2O3の高圧合成と電子物性2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木宏也, 今井良宗, 青山拓也, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Sc置換LaCoO3における磁化と体積磁歪 スピン状態転移近傍に現れる励起子絶縁体の候補物質としての検討2017

    • 著者名/発表者名
      富安啓輔, 伊藤菜緒子, 岡崎竜二, 高橋佑生, 岩佐和晃, 野島勉, 青山拓也, 石原純夫, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 立方晶KSbO3型構造を持つLa3Ir3O11の物性測定2017

    • 著者名/発表者名
      青山拓也, 木村尚次郎, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形光学で観る高圧下の物質科学2017

    • 著者名/発表者名
      青山拓也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BaMn2Pn2(Pn=Mn,Sb,Bi)で観測される巨大磁気抵抗効果:合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      Huynh K. Khuong, 小笠原拓磨, 北原慶汰, 平郡諭, 松下ステファン悠, 田邉洋一, 青山拓也, 大串研也, 木田孝則, 萩原政幸
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] BaFe2Se3における高圧下電気抵抗測定2017

    • 著者名/発表者名
      菊池遼介, 川島千弦, 高橋博樹, 青山拓也, 大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Anisotropic magnetodielectric effect in the honeycomb-type magnetα-RuCl32017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Aoyama, Yoshinao Hasegawa, Shojiro Kimura, Tsuyoshi Kimura, and Kenya Ohgushi
    • 学会等名
      The 9th APCTP Workshop on Multiferroics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Irを含むハニカム磁性体Ag3LiIr2O6の合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      青山拓也,高木滋,大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会 金沢大学
    • 発表場所
      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] ハニカム格子磁性体RuCl3の異方的磁気誘電効果2016

    • 著者名/発表者名
      青山拓也,長谷川慶直,木村尚次郎,大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会 金沢大学
    • 発表場所
      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] Kitaevスピン液体候補物質RuCl3の赤外吸収スペクトル測定2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川慶直,青山拓也,池本夕佳,森脇太郎,佐々木宏也,今井良宗,大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会 金沢大学
    • 発表場所
      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] Irを含むハニカム格子磁性体Ag3LiIr2O6の7Li核NMR2016

    • 著者名/発表者名
      高木滋,青山拓也,菊池武尊,大串研也
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会 金沢大学
    • 発表場所
      大阪府豊中市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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