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不純物誘起状態をプローブとしたスピン系の量子相転移に関する微視的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18740202
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東京大学

研究代表者

吉田 誠  東京大学, 物性研究所, 助教 (40379475)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2007年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード磁性 / 強相関電子系 / 低温物性 / 磁気共鳴 / 量子スピン系
研究概要

極低温において量子性が強く効いたスピン系の磁気状態をミクロな視点から明らかにするために、希釈冷凍機内で試料の結晶軸と印加磁場方向の角度制御が可能なNMRプローブを完成させ、これにより、量子スピン系物質Cs_2CuCl_4の極低温(60mK)における磁気構造を詳細に調べた。この物質の極低温の磁気状態に関しては、磁場中でスピン液体状態をとると提案されていたが、我々は詳細なNMR測定により、全磁場領域で磁気秩序状態を取ることを明らかにし,磁場依存性から5段の磁場誘起量子相転移を観測し、精密な磁気相図を完成させた。また、Znドープされた2次元直交ダイマー系SrCu_2(BO_3)_2および、2次元スピンギャップ系(CuCl)LaNb_2O_7、及び強-反強磁性ダイマー系(CH_3)_2NH_2CuCl_3、パイロクロア系Kos_2O_6においてESR・NMR測定を行い、これらの磁気状態を詳細に調べた。SrCu_2(BO_3)_2及び(CuCl)LaNb_2O_7においては、不純物状態を観測し、それがこの系の磁気状態の情報を得るのに有用であることを明らかにした。今後、更に高磁場の測定を行うことにより、これらの系の量子相転移の機構が解明できるものと期待される。(CH_3)_2NH_2CuCl_3においては、ESRにより磁気励起を直接観測し、スピンギャップの直接的情報を得た。Kos_2O_6においてはNMRから、Kイオンの異常な振動(ラットリングフォノン)を観測し、このフォノンが超伝導と密接に関係することを明らかにした。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] NMR Observation of Rattling Phonons in the Pyrochlore Superconductor KOs_2O_62007

    • 著者名/発表者名
      Makoto Yoshida
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic and structural studies of the quasi-two-dimensional spin gap system (CuCl) LaNb_2O72007

    • 著者名/発表者名
      Makoto Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of direct transitions in the ferro-and antiferromagnetic dimer system (CH_3)_2NH_2CuCl_3 by High field ESR2007

    • 著者名/発表者名
      Makoto Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR study of β-pyrochlore oxide superconductor KOs2062007

    • 著者名/発表者名
      Makoto Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      ページ: 698-699

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ESR measurements on one-dimensional quantum ferrimagnets A3Cu3 (P04) 4 with A=Sr and Ca in submillimeter-wave region2007

    • 著者名/発表者名
      Shojiro Kimura
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 75

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ESR studies of quantum spin systems using the pulsed magnetic field2006

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Ohta
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 51

      ページ: 15-22

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 擬二次元三角格子反強磁性体Cs_2CuC1_4の磁気構造2008

    • 著者名/発表者名
      吉田誠
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2020-05-15  

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