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スピン1重項状態と反強磁性秩序状態が共存する量子スピン系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18540359
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
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

長谷 正司  独立行政法人物質・材料研究機構, 量子ビームセンター, 主席研究員 (40281654)

研究分担者 小澤 清  独立行政法人物質・材料研究機構, 光触媒材料センター, 主幹研究員 (90343855)
端 健二郎  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ計測センター, 主任研究員 (00321795)
黒江 晴彦  学校法人上智大学, 理工学部, 助教 (40296885)
関根 智幸  学校法人上智大学, 理工学部, 教授 (60110722)
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 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 660千円)
2008年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2007年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード磁性 / 量子スピン系 / スピン1重項状態 / 反強磁性秩序 / スピン・ギャップ / 反強磁性秩序状態 / ギャップ / Cu_2CdB_2O_6 / 帯磁率 / 磁化
研究概要

Cu_2CdB_2O_6、Cu_3(P_2O_6OD)_2、Cu_3Mo_2O_9の磁性を研究した。Cu_2CdB_2O_6には、スピン1/2を担う2種類のCu^<2+>イオンサイトが存在する。当初の予想とは異なり、ともに大きな磁気モーメントを持つことが分かった。Cu_3(P_2O_6OD)_2が1/3磁化プラトーを持つことを発見した。また、そのプラトーの起源であるスピン・ギャップを観測した。Cu_3Mo_2O_9は特異な磁性を持つことを発見した。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (34件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of substitution on quantum spin system having a nearly non-magnetic state and antiferromagnetic long-range order2009

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, K. Ozawa, and H. Kitazawa
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conference Series 150

      ページ: 0420501-4

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature magnetization of the low-dimensional magnet Cu3Mo2O9 under high magnetic fields2009

    • 著者名/発表者名
      T. Hamasaki, H. Kuroe, T. Sekine, M. Hase, and H. Kitazawa
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conference Series 150

      ページ: 0420471-4

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of substitution on quantum spin system having a nearly non-magnetic state and antiferromagnetic long-range order2009

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. : Conference Series 150

      ページ: 0420501-4

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature magnetization of the low-dimensional magnet Cu_3Mo_2O_9 under high magnetic fields2009

    • 著者名/発表者名
      T. Hamasaki, et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. : Conference Series 150

      ページ: 0420471-4

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Successive phase transitions to antiferromagnetic and weak-ferromagnetic long-range order in the quasi-one-dimensional antiferromagnet Cu3Mo2O92008

    • 著者名/発表者名
      T. Hamasaki, T. Ide, H. Kuroe, T. Sekine, M. Hase, I. Tsukada, and T. Sakakibara
    • 雑誌名

      Phys. Rev B 77

      ページ: 1344191-7

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of magnetic frustration caused by Zn doping in quasi-one-dimensional quantum antiferromagnet Cu3Mo2O92008

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, H. Kitazawa K. Ozawa, T. Hamasaki, H. Kuroe, and T. Sekine
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 77

      ページ: 0347061-4

    • NAID

      130005436326

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutron scattering studies of spin-1/2 twofold-period (alternating) and threefold-period quantum antiferromagnetic chains2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, K. Ozawa, H. Kitazawa, N. Tsujii, A. Doenni, M. Kohno, X. Hu, M. Matsuda, K. Kakurai, and H. Kuroe
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys 103

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Successive phase transitions to antiferromagnetic and weak-ferromagnetic long-range order in the quasi-one-dimensional antiferromagnet Cu_3Mo_2O_92008

    • 著者名/発表者名
      T. Hamasaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev B 77

      ページ: 1344191-7

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutron scattering studies of spin-1/2 twofold-period(alternateng)and threefold-period quantum antiferromagnetic chains2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hase
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 103

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of magnetic frustration caused by Zn doping in quasi-one-dimensional quantum antiferromagnet Cu_3Mo_2O_92008

    • 著者名/発表者名
      M. Hase
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 77

      ページ: 0347061-4

    • NAID

      110006633488

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inelastic neutron scattering study of the spin-gap cuprate β-AgCuPO42007

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, M. Matsuda, K. Kakurai, K. Ozawa, H. Kitazawa, N. Tsujii, A. Doenni, and H. Kuroe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 76

      ページ: 1344031-5

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of the energy gap generating the 1/3 magnetization plateau in the spin-1/2 trimer chain compound Cu3(P2O6OD)2 by inelastic neutron scattering measurements2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, M. Matsuda, K. Kakurai, K. Ozawa, H. Kitazawa, N. Tsujii, A. Doenni, M. Kohno, and X. Hu
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 76

      ページ: 0644311-5

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental studies of magnetism of trimer chains2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, M. Kohno, H. Kitazawa, N. Tsujii, O. Suzuki, K. Ozawa, G. Kido, M. Imai, and X. Hu
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater. 310

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High frequency ESR measurements of antiferromagnetic state in quantum spin system Cu2CdB2O62007

    • 著者名/発表者名
      S. Mitsudo, M. Yamagishi, T. Fujita, Y. Fujimoto, M. Toda, T. Idehara, and M. Hase
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater. 310

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of the energy gap generating the 1/3 magnetization plateau in the spin-1/2 trimer chain compound Cu_3(P_2O_6OD)_2 by inelastic neutron scattering measurements2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hase
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 76

      ページ: 0644311-5

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inelastic neutron scattering study of the spin-gap cuprate β-AgCuPO_42007

    • 著者名/発表者名
      M. Hase
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 76

      ページ: 1344031-5

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental studies of magnetism of trimer chains2007

    • 著者名/発表者名
      M.Hase, M.Kohno, H.Kitazawa, N.Tsujii, O.Suzuki, K.Ozawa, G.Kido, M.Imai, X.Hu
    • 雑誌名

      J.Magn. Magn. Mater. 310

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] High frequency ESR measurements of antiferromagnetic state in quantum spin system Cu_2CdB_2O_62007

    • 著者名/発表者名
      S.Mitsudo, M.Yamagishi, T.Fujita, Y.Fujimoto, M.Toda, T.Idehara, M.Hase
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater. 310

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Studies of magnetization plateau in two cuprates2006

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, M. Kohno, H. Kitazawa, N. Tsujii, O. Suzuki, K. Ozawa, G. Kido, M. Imai, and X. Hu
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conference Series 51

      ページ: 159-162

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies of magnetization plateau in two cuprates2006

    • 著者名/発表者名
      M.Hase, M.Kohno, H.Kitazawa, N.Tsujii, O.Suzuki, K.Ozawa, G.Kido, M.Imai, X.Hu
    • 雑誌名

      J. Phys. : Conference Series 51

      ページ: 159-162

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性ダイマーとスピン鎖を持つCu2CdB2O6の磁気構造2009

    • 著者名/発表者名
      長谷正司, Andreas Donni, 河野昌仙, Vladimir Pomjakushin, Lukas Keller, Fabia Gozzo, Antonio Cervellino
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu3Mo2O9の強磁場ESR2009

    • 著者名/発表者名
      太田仁、吉田貴久、大久保晋、藤澤真士、浜崎智彰、黒江晴彦、関根智幸、長谷正司、岡邦彦、伊藤利充、永崎洋
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Cu3Mo2O9におけるS=1/2一次元反強磁性鎖とスピンダイマーの混成磁気分散2009

    • 著者名/発表者名
      浜崎智彰, 黒江晴彦, 関根智幸, 長谷正司, 松田雅昌, 加倉井和久, 岡邦彦, 伊藤利充, 永崎洋
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu3Mo2O9の磁性の圧力効果2009

    • 著者名/発表者名
      新藤祐, 浜崎智彰, 黒江晴彦, 関根智幸, 赤木暢, 板谷清司, 桑原英樹, 長谷正司
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 反強磁性ダイマーとスピン鎖を持つCu2CdB206の磁気構造2009

    • 著者名/発表者名
      長谷正司, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学、東京都
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu_3Mo_2O_9の強磁場ESR2009

    • 著者名/発表者名
      太田仁, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学、東京都
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Cu_3Mo_2O_9におけるS=1/2一次元反強磁性鎖とスピンダイマーの混成磁気分散2009

    • 著者名/発表者名
      浜崎智彰, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学、東京都
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu_3Mo_2O_9の磁性の圧力効果2009

    • 著者名/発表者名
      新藤祐, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学、東京都
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 量子スピン系物質の粉末試料の中性子非弾性散乱測定2008

    • 著者名/発表者名
      長谷正司
    • 学会等名
      第2回三機関連携「量子複雑現象」研究会
    • 発表場所
      理化学研究所、東京都千代田区
    • 年月日
      2008-02-12
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 量子スピン系物質の粉末試料の中性子非弾性散乱測定2008

    • 著者名/発表者名
      長谷 正司
    • 学会等名
      第2回三機関連携「量子複雑現象」研究会
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      2008-02-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu3Mo2O9の反強磁性秩序の磁場依存性2008

    • 著者名/発表者名
      浜崎智彰, 黒江晴彦, 関根智幸, 赤木暢, 桑原英樹, 長谷正司
    • 学会等名
      日本物理学会2007年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Effects of substitution on quantum spin system having a nearly non-magnetic state and antiferromagnetic long-range order2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, K. Ozawa, and H. Kitazawa
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)
    • 発表場所
      RAI Conference Center, Amsterdam, Netherlands
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Low-temperature magnetization of the low-dimensional magnet Cu3Mo2O9 under high magnetic fields2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hamasaki, H. Kuroe, T. Sekine, M. Hase, and H. Kitazawa
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)
    • 発表場所
      RAI Conference Center, Amsterdam, Netherlands
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Cu2CdB2O6とBaCu2Ge2O7のCuサイト置換の磁性に対する影響2008

    • 著者名/発表者名
      長谷正司, 小澤清, 北澤英明
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu3Mo2O9の高磁場・高圧下の磁性2008

    • 著者名/発表者名
      黒江晴彦, 浜崎智彰, 関根智幸, 長谷正司, 塚田一郎
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu3Mo2O9の低温磁性2008

    • 著者名/発表者名
      浜崎智彰, 黒江晴彦, 関根智幸, 長谷正司, 塚田一郎, 榊原俊郎
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Magnetic Excitations in Spin Gap System2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kakurai, M. Matsuda, M. Hase, K. Ozawa, H. Kitazawa, N. Tsujii, A. Donni, M. Kohno, X. Hu, and H. Kuroe
    • 学会等名
      The 1st J-PARC International Symposium on Pulsed Neutron and Muon Sciences (IPS08)
    • 発表場所
      茨城県市町村会館、Mito, Japan
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Effects of substitution on quantum spin system having a nearly non-magnetic state and antiferromagnetic long-range order2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, et al.
    • 学会等名
      The 25^<th> International Conference on Low Temperature Physics (LT25)
    • 発表場所
      RAI Conference Center, Amsterdam, Netherlands
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Low-temperature magnetization of the low-dimensional magnet Cu_3Mo_2O_9 under high magnetic fields2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hamasaki, et al.
    • 学会等名
      The 25^<th> International Conference on Low Temperature Physics (LT25)
    • 発表場所
      RAI Conference Center, Amsterdam, Netherlands
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu_3Mo_2O_9の反強磁性秩序の磁場依存性2008

    • 著者名/発表者名
      浜崎智彰, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学、岩手県
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Excitations in Spin Gap System2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kakurai
    • 学会等名
      The 1st J-PARC International Symposium International Symposium on Pulsed Neutron and Muon Sciences(IPS08)
    • 発表場所
      水戸
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Cu_2CdB_2O_6とBaCu_2Gu_2O_7のCuサイト置換の磁性に対する影響2008

    • 著者名/発表者名
      長谷 正司
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu_3Mo_2O_9の高磁場・高圧下の磁性2008

    • 著者名/発表者名
      黒江 晴彦
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu_3_Mo_2_O_9_の低温磁性2008

    • 著者名/発表者名
      浜崎 智彰
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 量子スピン系の研究者としてアマテラスに期待すること2007

    • 著者名/発表者名
      長谷正司
    • 学会等名
      JAEA研究会「J-PRAC冷中性子チョッパー型分光器アマテラスによるサイエンス」
    • 発表場所
      日本原子力研究開発機構、東海村
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 中性子非弾性散乱測定によるスピン・ギャップ系物質β-AgCuPO4のスピン系の決定2007

    • 著者名/発表者名
      長谷正司, 松田雅昌, 加倉井和久, 小澤清, 北澤英明, 辻井直人, デニアンドレアス, 黒江晴彦
    • 学会等名
      日本中性子科学会第7回年会
    • 発表場所
      九州大学、福岡市
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Neutron scattering studies of spin-1/2 twofold- and threefold-period quantum chains2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, M. Matsuda, K. Kakurai, K. Ozawa, H. Kitazawa, N. Tsujii, A. Doenni, M. Kohno, X. Hu, and H. Kuroe
    • 学会等名
      52nd Magnetism and Magnetic Materials Conference
    • 発表場所
      Tampa, Florida, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu3Mo2O9の磁性III2007

    • 著者名/発表者名
      浜崎智彰, 黒江晴彦, 関根智幸, 長谷正司
    • 学会等名
      日本物理学会第61回年会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Determination of a Cu-Cu bond having the strongest exchange interaction in the weakly coupled antiferromagnetic dimer substance β-AgCuPO42007

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, M. Matsuda, K. Kakurai, K. Ozawa, H. Kitazawa, N. Tsujii, and A. Doenni
    • 学会等名
      4th European Conference on Neutron Scattering (ECNS2007)
    • 発表場所
      Lund, Sweden
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 中性子非弾性散乱測定によるスピン・ギャップ系物質(β-AgCuPO_4のスピン系の決定2007

    • 著者名/発表者名
      長谷 正司
    • 学会等名
      日本中性子科学会第7回年会
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 量子スピン系の研究者としてアマテラスに期待すること2007

    • 著者名/発表者名
      長谷 正司
    • 学会等名
      JAEA研究会「J-PRAC冷中性子チョッパー型分光器アマテラスによるサイエンス」
    • 発表場所
      日本原子力研究開発機構
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Determination of a Cu-Cu bond having the strongest exchange interaction in the weakly coupled antiferromagnetic dimer substance β-AgCuPO_42007

    • 著者名/発表者名
      M. Hase
    • 学会等名
      4th European Conference on Neutron Scattering(ECNS2007)
    • 発表場所
      ルンド
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Neutron scattering studies of spin-1/2 twofold-and threefold-period quantum chains2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hase
    • 学会等名
      52nd Magnetism and Magnetic Materials Conference
    • 発表場所
      タンパ
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 低次元磁性体Cu_3Mo_2O_9の磁性III2007

    • 著者名/発表者名
      浜崎 智彰
    • 学会等名
      日本物理学会第61回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考] ホームページ

    • URL

      http://www.nims.go.jp/nsg/index.html

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2020-05-15  

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