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中性子散乱とNMRによるスピンネマティック状態の観測

研究課題

研究課題/領域番号 17K14344
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東京理科大学

研究代表者

藤原 理賀  東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 講師 (60722840)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード量子スピン / スピン液体 / 低次元磁性体 / フラストレーション / 低温合成 / 量子磁性 / スピンネマティック / 中性子散乱 / μSR / 一次元量子スピン系 / DM相互作用 / 巨大単結晶 / 量子スピン液体 / 物性実験
研究成果の概要

スピン空間の回転対称性のみが破れた新しい量子スピン液体状態であるスピンネマティック状態の実験的観測を目標とし、研究を進めた結果、DM相互作用に起因するユニークなスピンフラストレーションを内包する擬一次元反強磁性体 Na2CuCl2SO4、量子スピンクラスタ鎖と呼ばれる未研究のスピン配列を有したK2Cu3O(SO4)3、正方カゴメ格子反強磁性体の初のモデル物質KCu6AlBiO4(SO4)5Clなど、ユニークな新規銅化合物の合成に成功し、それらが示す量子スピン状態の詳細を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

モデル物質の探索領域をある地域で産出された鉱物群に絞った結果、新規低次元磁性体を複数見出すことに成功した。その結果、低次元磁性体の効率的な探索の指針確立にまで至った。今後のこの系の研究の発展に大きく寄与しているといえる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ANSTO(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ANSTO(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Spin dynamics and magnetic ordering in the quasi-one-dimensional S= 1/2 antiferromagnet Na2CuSO4Cl22020

    • 著者名/発表者名
      M. Fujihala, S. Mitsuda, R. A. Mole, D. H. Yu, I. Watanabe, S. Yano, T. Kuwai, H. Sagayam a, T. Kouchi, H. Kamebuchi, M. Tadokoro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 2 ページ: 024410-024410

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.024410

    • 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] Cluster-Based Haldane State in an Edge-Shared Tetrahedral Spin-Cluster Chain: Fedotovite K2Cu3O(SO4)32018

    • 著者名/発表者名
      Fujihala M.、Sugimoto T.、Tohyama T.、Mitsuda S.、Mole R.?A.、Yu D.?H.、Yano S.、Inagaki Y.、Morodomi H.、Kawae T.、Sagayama H.、Kumai R.、Murakami Y.、Tomiyasu K.、Matsuo A.、Kindo K.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 号: 7 ページ: 77201-77201

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.077201

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 擬一次元反強磁性体Na2CuSO4Cl2の磁気構造と誘電特性2019

    • 著者名/発表者名
      佐久間 裕太, 藤原 理賀, 満田 節生, 佐藤 拓実, 中尾 朗子, 宗像 孝司,矢野 真一郎, R. Mole, 玉造 博夢, 佐賀山 基, 渡邊 功雄
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 一次元量子磁性体Na2CuSO4Cl2の構造・磁気相転移2019

    • 著者名/発表者名
      藤原理賀, 佐久間裕太, 満田節生, 矢野真一郎, R. Mole, 渡邊功雄
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 正方カゴメ格子反強磁性体Cu6AlBiO4(SO4)5・KClの27Al-NMR2019

    • 著者名/発表者名
      後藤貴行, 藤原理賀, 植野航, 満田節生
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 正方カゴメ格子反強磁性体Cu6AlBiO4(SO4)5・KCl におけるスピン液体の可能2018

    • 著者名/発表者名
      藤原理賀, 森田克洋, 満田節生, 遠山貴巳, 桑井智彦, 岡部博孝, 幸田章宏, R. Mole, 矢野真一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 正方カゴメ格子反強磁性体Cu6AlBiO4(SO4)5・KClの磁気解析2018

    • 著者名/発表者名
      森田克洋, 藤原理賀, 満田節生, 松尾晶, 金道浩一, 曽田繁利, 遠山貴巳
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] J1-J2-J3正方カゴメ量子スピン磁性体の合成、構造、磁性2017

    • 著者名/発表者名
      藤原理賀, 森田克洋, 満田節生, 遠山貴巳, 桑井智彦
    • 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
  • [備考] 量子コンピュータの新たな設計指針 ~カムチャッカ半島産の鉱物の中に量子ビットを発見~

    • URL

      http://www.tus.ac.jp/today/20180214100.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] ANSTO News

    • URL

      http://www.ansto.gov.au/AboutANSTO/MediaCentre/News/ACS177353

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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