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低温イオン交換法を用いた新規低次元磁性体の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17684018
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関京都大学

研究代表者

陰山 洋  京都大学, 理学研究科, 准教授 (40302640)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
20,930千円 (直接経費: 16,100千円、間接経費: 4,830千円)
2007年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2006年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2005年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワードイオン交換 / 正方格子 / 量子スピン / 磁化プラトー / フラストレーション / マグノンボーズ凝縮 / 低次元 / 低温合成 / スピン液体 / 磁性 / ペロブスカイト
研究概要

本年度は大きくわけて以下にあげる3つの成果をあげた.
(1)スピン1重項基底状態をもつ(CuCl)LaNb207粉末試料を用いた磁場中での比熱測定,NMR測定,磁化測定を行ったところ,10T付近で磁場誘起磁気相転移を観測した.この磁場は,零磁場のスピンギャップから期待される臨界磁場よりも遥かに小さい.スピン1重項基底状態にたいする磁場誘起磁気相転移現象は,マグノンのボーズ凝縮としてとらえることができることから近年多くの物質によって研究がなされているが,本物質のボーズ凝縮は単純な1マグノンの凝縮では説明できず,新しいタイプの凝縮状態,あるいは凝縮にいたるメカニズムが存在することを示唆している.
(2)(CuBr)Sr2Nb3010は,磁気層間距離が16Åもあり,(CuCl)LaNb207より二次元性が大きいと期待できる.この物質において,低温で磁化測定を行ったところ,飽和磁化の1/3にプラトーを観測した.本系のようにS=1/2の量子スピン系においてこのような磁化の量子化がおこることは大変珍しい.しかも,1/3プラトーは,三角格子やカゴメ格子のように三角形を基調とした格子においては理論的にも実験的にも観測されている現象であるが,本物質の格子は四角形を基調とした格子であるのが特徴である.
(3)中性子回折,比熱,μSR測定によって,(CuCl)LaNb207の同構造である(CuCl)LaTa207において磁気秩序を観測した.さらにこの二つの物質の全率固溶系の合成に成功し,磁性測定を行ったところ,磁気秩序状態と磁気無秩序状態が共存する現象を発見した.この共存現象は本物質系が量子臨界点近傍に位置していることと関連がある.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Magnetic and Structural Studies of the Quasi-Two-DimensionalSpin Gap System (CuCl) LaNb2072007

    • 著者名/発表者名
      Makoto Yoshida, Nobuyuki Ogata, Masashi Takigawa, Jun-ichi Yamaura, Masaki Ichihara, Taro Kitano, Hiroshi Kageyama, Yoshitami Ajiro, and Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bose-Einstein Condensation of Quasi Two-Dimensional Frustrated Quantum Magnet (CuCl) LaNb2072007

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kitada, Zenji Hiroi, Yoshihiro Tsujimoto, Taro Kitano, Hiroshi Kageyama, Yoshitami Ajiro, and Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1/3 Magnetization Plateau in Spin-1/2 Square Lattice Antiferromagnet (CuBr) Sr2Nb30102007

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Tsujimoto, Yoichi Baba, Noriaki Oba, Hiroshi Kageyama, Tomoya Fukui, Yasuo Narumi, Koichi Kindo, Takashi Saito, Mikio Takano, Yoshitami Ajiro, and Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchrotron X-ray Diffraction Study on the Square-Lattice Antiferromagnets (CuCl) LaNb207 and (FeCl) LaNb2O72007

    • 著者名/発表者名
      Noriaki Oba, Hiroshi Kageyama, Takashi Saito, Masaki Azuma, Werner Paulus, Taro Kitano, Yoshitami Ajiro, Kazuyoshi Yoshiura
    • 雑誌名

      J.Magn. & Magn.Mater. 310

      ページ: 1337-1339

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Collinear Order in Frustrated Quantum Antiferromagnet on Square Lattice (CuBr)LaNb2O72006

    • 著者名/発表者名
      Noriaki Oba, Hiroshi Kageyama, Taro Kitano, Jun Yasuda, Yoichi Baba, Masakazu Nishi, Kazuma Hirota, Yasuo Narumi, Masayuki Hagiwara, Koichi Kindo
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      ページ: 1133601-1133605

    • NAID

      210000106388

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 正方格子上で実現したスピン液体状態-イオン交換を用いた物質開発-2006

    • 著者名/発表者名
      陰山洋, 北野太郎, 大場紀章, 網代芳民, 吉村一良, 西正和, 廣田和馬, 鳴海康雄, 金道浩一, 萩原政幸
    • 雑誌名

      固体物理 41

      ページ: 129-138

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin-Singlet Grounde State in Two-Dimensional S = 1/2 Frustrated Square Lattice : (CuCl)LaNb2072005

    • 著者名/発表者名
      H.Kageyama, T.Kitano, N.Oba, M.Nishi, S.Nagai, K.Hirota, L.Viciu, J.B.Wiley, J.Yasuda, Y.Ajiro, K.Yoshimura
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 1702-1705

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] High Energy-Resolution Inelastic Neutron Scattering Experiments on Triplet Bound State Excitrations in SrCu2(BO3)22005

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Aso, Hiroshi Kageyama, Katsuyuki Nukui, Masakazu Nishi, Hiroaki Kadowaki, Yutaka Ueda, Kazuhisa Kakurai
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 2189-2192

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Symmetry and Light Coupling to Phononic and Collective Magnetic Excitations in SrCu2(BO3)22005

    • 著者名/発表者名
      A.Gazar, B.S.Dennis, H.Kageyama, G.Blumberg
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

      ページ: 64405-64405

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Anomalous Magnetization of Two-Dimensional S = 1/2 Frustrated Square-Lattice Antiferromagnet (CuCl)LaNb2072005

    • 著者名/発表者名
      H.Kageyama, J.Yasuda T.Kitano, K.Totsuka, Y.Narumi, M.Hagiwara, K.Kindo, Y.Baba, N.Oba, Y.Ajiro, K.Yoshimura
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 3155-3158

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] S = 1/2 Square-Lattice Antiferromagnes : (Cux)LaB207 and (CuCl)A2B2010 (X=Cl, Br ; A=Ca, Sr ; B=Nb, Ta)2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kageyama, Taro Kitano, Ryu Nakanishi, Jun Yasuda, Noriaki Oba, Yoichi Baba, Masakazu Nishi, Yutaka Ueda, Yoshitami Ajiro, Kazuyoshi Yoshimura
    • 雑誌名

      Prog.Theo.Phys.Suppl. 159

      ページ: 39-47

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] structural control of perovskite by a gentle touch2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kageyama
    • 学会等名
      materials for frustrated magnetism
    • 発表場所
      ILL, Grenoble, France
    • 年月日
      2008-03-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Frontiers in Magnetic Materials2005

    • 著者名/発表者名
      HiroshiKageyama (分担執筆)
    • 総ページ数
      41
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2020-05-15  

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