磁化プラトー現象を示す新しい量子スピン磁性体の合成と磁性研究

• 研究課題/領域番号: 18540343
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 菊池 彦光 福井大学, 工学研究科, 教授 (50234191)
• 研究分担者: 藤井 裕 福井大学, 遠赤外領域研究開発センター, 准教授 (40334809) ; 光藤 誠太郎 福井大学, 遠赤外領域研究開発センター, 教授 (60261517) ; 千葉 明朗 福井大学, 工学研究科, 教授 (90027144)
• 連携研究者: 藤井 裕 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 准教授 (40334809) ; 光藤 誠太郎 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (60261517) ; 千葉 明朗 , 工学研究科, 教授 (90027144)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,980千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 480千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2007年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 磁化プラトー / 量子スピン系 / スピンフラストレーション / 強磁場 / 反強磁性体 / 一次元磁性体 / 磁気共鳴 / NMR / ダイヤモンド鎖

研究概要

磁化プラトー現象を示す事が期待される新しい量子スピン系物質を合成し、その磁気的性質を研究した。新規なダイヤモンド鎖磁性体Cu3(MoO4)2(OH)2及びCu3(MoO4)2(OH)2(4,4'-bipyridine)を合成し、磁化、強磁場磁化を測定して、後者の化合物がダイヤモンド鎖モデルのフェリ相に対応することを示した。上記化合物以外にもいくつかの量子スピン磁性体を合成して磁性を研究した。

研究成果

• [雑誌論文] Spin Configuration in the 1/3 Magnetization Plateau of Azurite Determined by NMR, Phys (2009)
  • 著者名/発表者名: F. Aimo, S. Kramer, M. Klanjsek, M. Horvatic, C. Berthier, H. Kikuchi
  • 雑誌名: Rev.Lett 102 ページ: 4-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1H-NMR study of S=1/2 frustrated antiferromagnet Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2 varying from kagome(x=1) to pyrochlore(x=0), J.Phys (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kikuchi, Y. Kubo, Y. Fujii
  • 雑誌名: Conf. Series 145 ページ: 12009-12009
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1H-NMR study of the idle-spin magnet Cu3(OH)4SO4, J. Phys (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, Y. Azuma, H.Kikuch, Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Conf. Series 145 ページ: 12061-12061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Configurati on in the 1/3 Magnetization Plateau of Azurite Determined by NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: F. Aimo, S. Kramer, M. Klanjsek, M. Horvatic, C. Berthier, H. Kikuchi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-frequency ESR study of S=1/2 frustration systems Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tomoo, S. Okubo, T. Sakurai, T. Toinita, M. Fujisawa, H. Ohta, H. Kikuchi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 145
  • 査読あり
• [雑誌論文] High field ESR measurements of S=1/2 kagome Heisenberg antiferromagnet ZnCu_3(OH)_6Cl_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Okubo, M. Tomoo, H. 0hta, H. Kikuchi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 145
  • 査読あり
• [雑誌論文] ^1H-NMR study of S=1/2 frustrated antiferromagnet Zn_xCU_<4-x>(OH)_6Cl_2 varying from kagome (x=1) to pyrochlore (x=O) (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kikuchi, Y. Kubo, Y. Fujii
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 145
  • 査読あり
• [雑誌論文] External Magnetic Field Effects on a Distorted Kagome Antiferromagnet, Phys (2008)
  • 著者名/発表者名: J.-H. Kim, S. Ji, S.-H. Lee, B. Lake, T. Yildirim, H. Nojiri, H. Kikuchi, K. Habicht, Y. Qiu, K. Kiefer
  • 雑誌名: Rev.Let 101 ページ: 107201-107201
  • 査読あり
• [雑誌論文] External Magnetic Field Effects on a Distorted Kagome Antiferromagnet (2008)
  • 著者名/発表者名: J. -H. Kim, S. Ji, S. -H. Lee, B. Lake, T. Yildirim, H. Nojiri, H. Kikuchi, K. Habicht, Y. Qiu, K. Kiefer
  • 雑誌名: Physical Review Letters 101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum-spin-liquid states in the two-dimensional kagome antiferromagnets Zn_xCu_<4-x>(OD)6Cl2 (2007)
  • 著者名/発表者名: S.-H. Lee, H. Kikuchi, Y. Qiu, B. Lake, Q. Huang, K. Habicht, K. Kiefer
  • 雑誌名: Nature Materials 6 ページ: 853-857
  • 査読あり
• [雑誌論文] Commensurate and incommensurate phases of the distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 studied using 133Cs NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, H. Hashimoto, Y. Yasuda, H.Kikuchi, M. Chiba, S. Matsubara M.Takigawa
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens. Matter 19 ページ: 145237-145237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Sasaki, Y.Fujii, H.Kikuchi, M.Chiba, Y. Yamamoto, H. Hori
  • 雑誌名: 310 ページ: 1260-1262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear magnetic relaxation of 133Cs of distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, H. Hashimoto, Y. Yasuda, H. Kikuchi, M. ChibaS. Matsubara, M.Takigawa
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
  • 査読あり
• [雑誌論文] S=1/2 Heisenberg antiferromagnet with next-nearest exchange interaction (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Ohta, S. Takano, S. Okubo, M. Yoshida, H. Kikuchi
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 ページ: 1234-1235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear magnetic relaxation of 133Cs of distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, H. Hashimoto, Y. Yasuda, H. Kikuchi
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low temperature magnetism of gapless S=1 bond-alternating antiferromagnet studied by NMR and μSR (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Kikuchi, M. Chiba, Y. Fujii, Y. Yamamoto, W. Higemoto, K. Nishiyama
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR study of spin ladder compound(CPA)_2CuBr_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Sasaki, Y. Fujii, H. Kikuchi, M. Chiba, Y. Yamamoto, H. Hori
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310 ページ: 1260-1262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Commensurate and incommensurate phases of the distorted triangular antiferro magnet Cs_2CuBr_4 studied using 133Cs NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, H. Hashimoto, Y. Yasuda, H. Kikuchi, M. Chiba, S. Matsubara, M. Takigawa
  • 雑誌名: J. Phys.: Condensed Matter 19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum-spin-liquid states in the two-dimensional kagome antiferromagnets Zn_xCu_<4-x>(OD)_6Cl_2, (2007)
  • 著者名/発表者名: S.-H. Lee, H. Kikuchi, Y. Qiu, B. Lake, Q. Huang, K. Habicht, K. Kiefer
  • 雑誌名: Nature Materials 6 ページ: 853-857
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Field ESR Study of Three Dimensional Spin Frustrated System MgCr_2O_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, T. Hirano, Y. Inagaki, SOkubo, H.Ohta, H.Kikuchi. I. Kagomiya, M. Toki, K. Kohn
  • 雑誌名: J.Phys. Soc. Jpn 75 ページ: 44709-44709
  • NAID: 110004729275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reply to the Comment on "Experimental Observation of the 1/3 Magnetization Plateau in the Diamond-Chain Compound Cu_3(CO_3)_2(OH)_2" (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Kikuchi, Y.Fujii, M.Chiba, S.Mitsudo, T.Idehara, T.Tonegawa, K.Okamoto, T.Sakai, T.Kuwai, H.Ohta
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett 97 ページ: 89702-89702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reply to the Comment on "Experimental Observation of the 1/3 Magnetization Plateau in the Diamond-Chain Compound Cu_3(CO_3)_2(OH)_2" (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Kikuchi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 97 ページ: 89702-89702
• [雑誌論文] High-field ESR study of one-dimensional S=1/2 Heisenberg antiferromagnet with next-nearest exchange interaction (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Ohta
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 ページ: 1234-1235
• [雑誌論文] Nuclear magnetic relaxation of ~<133>Cs of distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Fujii
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
• [雑誌論文] Low temperature magnetism of gapless S=1 bond-alternating antiferromagnet studied by NMR and μSR (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Kikuchi
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
• [雑誌論文] NMR study of spin ladder compound(CPA)_2CuBr_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Sasaki
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 ページ: 1260-1262
• [学会発表] S=1/2パイロクロア型反強磁性体Cu_2(OH)_3Clの強磁場ESR測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 友尾水樹, 大久保晋, 藤津真士, 櫻井敬博, 太田仁, 菊池彦光
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] ハニカム格子反強磁性体InCu_<2/3>V_<1/3>O_3の^<51>V NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井 裕, 高橋 大介, 菊池 彦光, 大久保 晋, 太田 仁
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 二次元三角格子反強磁性体InMnO_3の磁気秩序 (2009)
  • 著者名/発表者名: 菊池彦光, 渡逡功雄, 鈴木栄男, 川股隆行, A. Amato
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] S=l/2低次元反強磁性体DioptaseのCu/Si-NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: 萩原健太, 後藤貴行, 造田法弥, 藤澤真士, 大久保晋, 櫻井敬博, 大道英二, 太田仁, 稲垣祐次, 菊池彦光, 小野俊雄, 田中秀数, 上床美也
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 三角格子反強磁性体InMnO_3の強磁場ESR測定II (2009)
  • 著者名/発表者名: 松見成朗, 大久保晋, 藤澤真士, 太田仁, 古川貢, 中村敏和, 菊池彦光
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] ハニカム格子反強磁性体InCu_<2/3>V_<1/3>O_3の核磁気緩和 (2008)
  • 学会等名: 2008年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • 発表場所: 福井市
  • 年月日: 2008-11-29
• [学会発表] スピンタイマー化合物Co(SeO_3)・2H_2Oの1H-NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: 荒井 智也, 田邊 雄一, 菊池 彦光, 藤井 裕, 松尾 晶, 金道 浩一
  • 学会等名: 2008年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • 発表場所: 福井市
  • 年月日: 2008-11-29
• [学会発表] 三角格子反強磁性体HCrO_2の磁気秩序 (2008)
  • 著者名/発表者名: 菊池 彦光, 藤井 裕, 渡邊 功雄, 鈴木 栄男, 川股 隆行, A. Amato
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] カゴメ格子磁性体Zn_xCu_4-x(OH)_6Cl_2(O≦x≦1)のサブミリ波ESRIV (2008)
  • 著者名/発表者名: 友尾水樹, 大久保晋, 撰井敬博, 藤沢真土, 太田仁, 菊池彦光
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] 三角格子反強磁性体InMnO_3の強磁場ESR測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松見成朗, 大久保晋, 藤渾真士, 太田仁, 菊池彦光
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] 新規スピンタイマー化合物M(SeO_3)・2H_20(M=Co, Ni)の強磁場磁化過程 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田邊 雄一, 菊池 彦光, 藤井 裕, 松尾 晶, 金道 浩一
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] ダイヤモンド鎖化合物Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場ESR測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日野俊一, 大久保晋, 太田仁, 菊池 彦光
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] H-NMR study of the idle-spin magnet Cu_3(OH)_4SO_4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, Y. Azuma, H. Kikuchi, Y. Yamamoto
  • 学会等名: Highly Frustrated Magnet ism 2008
  • 発表場所: Braunschweig, Germany
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] 1H-NMR study of S=1/2 frustrated antiferromagnet Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2 varying from kagome (x=1) to pyrochlore (x=0) (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kikuchi, Y. Kubo, Y. Fujii
  • 学会等名: Highly Frustrated Magnet ism 2008
  • 発表場所: Braunschweig, Germany
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] High Field Magnetization of Diamond Chain Compound (4, 4'-bpy) Cu_3 (0H)_2(Mo0_4)_2 (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kikuchi. Y. Tanabe, Y. Fujii, A. Matsuo, K. Kindo
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physi cs
  • 発表場所: Amsterdam, Nether land
  • 年月日: 2008-08-10
• [学会発表] ダイヤモンド鎖化合物(4,4'-bpy)Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場ESR (2008)
  • 著者名/発表者名: 日野俊一, 大久保晋, 太田仁, 菊池彦光
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪市
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] 1H-NMRからみた三本鎖磁性体Cu_3(OH)_4SO_4のアイドルスピン状態 (2008)
  • 著者名/発表者名: 菊池彦光, 東佑介, 藤井裕, 山本良行, 堀秀信、
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪市
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] ダイヤモンド鎖化合物(4,4'-bpy)Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場磁化II (2008)
  • 著者名/発表者名: 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 松尾晶, 金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪市
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] デルタ鎖を持つMn化合物の強磁場磁化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松尾晶, 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪市
  • 年月日: 2008-03-22
• [学会発表] NMRからみた三角格子反強磁性体Cs_2CuBr_4の1/3および2/3磁化プラトー (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤井裕, 安田洋祐, 菊池彦光, 千葉明朗, 松尾晶, 瀧川仁, S. Kraemer, M. Klanjsek, M. Holvatic, C. Berthier
  • 学会等名: 特定領域第一回トピカルミーティング「フラストレート新規物質」
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2008-01-11
• [学会発表] S=1/2ダイヤモンド鎖磁性体(4,4'-bpy)Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場磁化過程 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 松尾晶, 金道浩一
  • 学会等名: 2007年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • 発表場所: 富山県射水市
  • 年月日: 2007-12-01
• [学会発表] 三本鎖磁性体Cu_3(OH)_4SO_4の1H-NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 東佑介, 菊池彦光, 藤井裕, 千葉明朗, 山本良之、堀秀信
  • 学会等名: 2007年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • 発表場所: 富山県射水市
  • 年月日: 2007-12-01
• [学会発表] ダイヤモンド鎖Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場磁化過程、物理学会第62回年次大会 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松尾晶, 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 金道浩一
  • 学会等名: 物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] S=1/2三角格子反強磁性体Cs_2CuBr_4の強磁場域における133Cs-NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤井裕, 安田洋祐, 菊池彦光, 千葉明朗, 松尾晶, 瀧川仁, S. Kraemer, M. Klanjsek, M. Holvatic, C. Berthier
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] 一次元的フラストレート磁性体Cu_3(SO_4)(OH)_4の強磁場磁化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 菊池彦光, 田邊雄一, 藤井裕, 松尾晶, 金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 擬1次元ダイアモンドスピン鎖Cu_3(CO_3)_2(OH)_2における磁気相図の磁場方向依存性とジャロシンスキー・モリヤ相互作用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉田靖雄, 辻井宏之, Y. Kim, 稲垣祐次, 正岡重行, 菊池彦光, V. Cracium, B. Andraka, 高野安正
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 三本鎖磁性体Cu_3(CO_3)_2(OH)_2の強磁場ESRと磁化測定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山本祐司, 藤澤真士, 櫻井敬博, 太田仁, 大久保晋, 菊池彦光, 中村敏和
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] ダイヤモンド鎖化合物(4,4'-bpy)Cu_3(OH)_2(MoO_4)_2の強磁場磁化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田邊雄一, 菊池彦光, 藤井裕, 松尾晶, 金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2007-09-21
• [図書] 金属錯体の現代物性化学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山下正廣(編著)、小島憲道(編著)、芥川智行、網代芳民、有馬孝尚・井上克也、大越慎一、大塩寛紀、大場正昭、岡本博、加藤礼三、菊池彦光、北川宏、小林昭子、小林厚志、小林速男、志賀拓也、高石慎也、竹谷純一、坪山明、中村貴義、長谷川美貴、速水真也、宮坂等、守友浩、山田鉄平
  • 総ページ数: 420
  • 出版者: 三共出版
• [図書] 金属錯体の現代物性化学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山下正廣(編著), 小島憲道(編著), 芥川智行, 網代芳民, 有馬孝尚, 井上克也, 大越慎一, 大塩寛紀, 大場正昭, 岡本博, 加藤礼三, 菊池彦光, 北川宏, 小林昭子, 小林厚志, 小林速男, 志賀拓也, 高石慎也, 竹谷純一, 坪山明, 中村貴義, 長谷川美貴, 速水真也, 宮坂等, 守友浩, 山田鉄平共著
  • 総ページ数: 420
  • 出版者: 三共出版