金属絶縁体転移近傍に出現する超伝導・異常金属相の電子状態の解明

• 研究課題/領域番号: 19740224
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 清水 康弘 名古屋大学, 高等研究院, 特任講師 (00415184)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,690千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 390千円); 2008年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2007年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 金属絶縁体転移 / 超伝導 / 核磁気共鳴 / 強相関電子系 / 分子性導体 / 遷移金属酸化物 / 超高圧 / フラストレーション / 電気抵抗

研究概要

強相関電子系における超伝導発現の起源を調べるために, 幾何学的なフラストレーションをもつ有機モット絶縁体およびバナジウム酸化物絶縁体における金属-絶縁体転移、超伝導相近傍の金属相の異常性を調べた. 有機モット絶縁体においては, 共有結合固体とよばれる非磁性モット絶縁体からの磁場誘起絶縁体-金属転移し, 非フェルミ液体的な電気抵抗の挙動を見出した. バナジウム酸化物においては, 9GPa 下の高圧下NMRの実験手法を確立し, 反強磁性秩序をもつ電荷整列絶縁体から, フェルミ液体的な帯磁率を示す金属相への一次転移を観測した. いずれもこれまでに知られていないタイプの絶縁体-超伝導転移の発見であり, 強相関電子系における超伝導の普遍性を高める成果である.

研究成果

• [雑誌論文] High-pressure ^<51>V NMR study of the magnetic phase diagram and metal-insulator transition in the quasi-one-dimensional β-Na_<0.33>V_2O_5 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, I. Yamauchi, Y. Shimizu, M. Itoh, N. Takeshita, C. Terakura, H. Takagi, Y. Tokura, T. Yamauchi, Y. Ueda
  • 雑誌名: Physical Review B 79巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Dynamics of the Frustrated Ferromagnetic-Chain System Ca_3Co_2O_6 (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nanba, M. Horibe, T. Takami, Y. Shimizu, M. Itoh
  • 雑誌名: J. Physics: Conf. Series 150巻 ページ: 42140-42140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal-Insulator Transition in the Hollandite Vanadate K_2V_8O_<16> Investigated by ^<51>V NMR Measurements (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Okai, M. Itoh, Y. Shimizu, M. Isobe, J. Yamaura, Y. Ueda
  • 雑誌名: J. Physics: Conf. Series 150巻 ページ: 42155-42155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic Observation of the Spin-Singlet Cluster in the Frustrated Spinel AlV_2O_4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, M. Tanaka, M. Itoh, T. Katsufuji
  • 雑誌名: J. Physics: Conf. Series 150巻 ページ: 42181-42181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local Spin Susceptibility in the Metallic Phase of the Quasi-One-Dimensional Conductor β-Li_<0.33>V_2O_5 (2009)
  • 著者名/発表者名: I. Yamauchi, M. Itoh, Y. Shimizu, T. Yamauchi, Y. Ueda
  • 雑誌名: J. Physics: Conf. Series 150巻 ページ: 42236-42236
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Diffusion in the Quasi-One-Dimensional Conductor β-Na0.33V2O5 (2009)
  • 著者名/発表者名: I. Yamauchi, M. Itoh, Y. Shimizu, T. Yamauchi, Y. Ueda
  • 雑誌名: J. Physics: Conf. Series 150巻 ページ: 42237-42237
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure ^<51>V NMR study of the magnetic phase diagram and metal-insulator transition in the quasi-one-dimensional β-Na_<0.33>V_2O_5 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, I. Yamauchi, Y. Shimizu, M. Itoh, N. Takeshita, C. Terakura, H. Takagi, Y. Tokura, T. Yamauchi, Y Ueda
  • 雑誌名: Physical Review B 79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-singlet formation in the geometrically frustrated spinel oxide AlV_2O_4 : ^<51>V and ^<27>Al NMR measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, M. Takana, M. Itoh, T. Katsufuji
  • 雑誌名: Physical Review B 78巻 ページ: 14423-14423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic properties of a spin-1/2 spin-liquid in a κ-type organic salt (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Yamashita, Y. Nakazawa, M. Oguni, Y. Oshima, H. Nojiri, Y. Shimizu, K. Miyagawa, K. Kanoda
  • 雑誌名: Nature Physics 4巻 ページ: 459-459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-singlet formation in the geometrically frustrated spinel oxide AlV_2O_4 : ^<51>V and ^<27>Al NMR measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, M. Tanaka, M. Itoh, T. Katsufuji
  • 雑誌名: Physical Review B 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic properties of a spin-1/2 spin-liquid in a k-type organic salt (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Yamashita, Y. Nakazawa, M. Oguni, Y. Oshima, H. Nojiri, Y. Shimizu, K. Miyagawa, K. Kanoda
  • 雑誌名: Nature Physics 4 ページ: 459-463
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mott Transition in a Valence-Bond Solid Insulator with a Triangular Lattice (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, H. Akimoto, H. Tsujii, A. Tajima, R. Kato
  • 雑誌名: Physical Review Letters 99巻 ページ: 256403-256403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reentrant Mott transition from a Fermi liquid to a spin-gapped insulator in an organic spin-1/2 triangular-lattice antiferromagnet (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, H. Akimoto, H. Tsujii, A. Tajima, and R. Kato
  • 雑誌名: J. Phys. : Condens. Matter 19巻 ページ: 145240-145240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Pressure Dependence of Superconductivity in Layered Organic Conductor, κ-(BEDT-TTF)_4Hg_<2.89>Br_8 (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Taniguchi, T. Okuhata, T. Nagai, K. Satoh, N. Mori, Y. Shimizu, M. Hedo, Y. Uwatoko
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76巻 ページ: 113709-113709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mott Transition in a Valence-Bond Solid Insulator with a Triangular Lattice (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, H. Akimoto, H. Tsujii, A. Tajima, R. Kato
  • 雑誌名: Physical Review Letters 99 ページ: 2564031-2564034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reentrant Mott transition from a Fermi liquid to a spin-gapped insulator in anorganic spin-1/2 triangular-lattice antiferromagnet (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, H. Akimoto, H. Tsujii, A. Tajima, R. Kato
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 19 ページ: 1452401-1452405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Pressure Dependence of Superconductivity in Layered Organic Conductor, K-(BEDT-TTF)_4Hg_<2.89>Br_8 (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Taniguchi, T. Okuhata, T. Nagai, K. Satoh, N. Mori, Y. Shimizu, M. Hedo, Y. Uwatoko
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76 ページ: 113709-113712
  • 査読あり
• [学会発表] ホーランダイトK_2V_8O_<16>の高圧下NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水康弘, 伊藤正行, 竹下直, 他
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] NMRでみた擬一次元フラストレーション系Ca_3Co_2O_6の磁性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 堀部宗尚, 高見剛, 清水康弘, 伊藤正行
  • 学会等名: 2009年日本物理学会春季大会(第64回年次大会)
  • 発表場所: 立教大学
• [学会発表] ホーランダイトK_2V_8O_<16>の高圧化NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水康弘, 伊藤正行, 竹下直, 磯部正彦,山内徹, 上田寛
  • 学会等名: 2009年日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 立教大学
• [学会発表] マルチフェロイックNi_3V_2O_8のNMR測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江崎達郎, 高見剛, 清水康弘, 伊藤正行,何長振, 上田寛
  • 学会等名: 2009年日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 立教大学
• [学会発表] 擬一次元伝導体β-Na_<0.33>V_2O_5の高圧物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木泰輔, 山内一宏, 井上昌次, 清水康弘,伊藤正行, 竹下直, 山内徹, 上田寛
  • 学会等名: 2009年日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 立教大学
• [学会発表] 単結晶NMRでみたLiV_2O_4の電子状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中萌, 武田晃, 清水康弘, 伊藤正行, 新高誠司, 竹下直, 高木英典
  • 学会等名: 2009年日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 立教大学
• [学会発表] Anisotropic Local Spin Suceptibility Probed by ^<51>V NMR in the Quasi- 1D Multiband Metal K_2V_8O_<16> (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, M. Itoh, K. Okai, M. Isobe, Y. Ueda
  • 学会等名: International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008)
  • 発表場所: Yasuda Auditorium, Univ. of Tokyo.
• [学会発表] Phase diagram under high pressure in the quasi-one-dimensional superconductor β-Na_<0.33>V_2O_5 : NMR measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Itoh, Y. Shimizu, T. Suzuki, I. Yamauchi, N. Takeshita, T. Yamauchi, Y. Ueda
  • 学会等名: International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008)
  • 発表場所: Yasuda Auditorium, Univ. of Tokyo.
• [学会発表] 高圧NMR用ブリッジマンアンビルセルの改良とβ-Na0.33V2O5のNMR測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木泰輔, 山内一宏, 井上晶次, 清水康弘, 伊藤正行, 竹下直, 山内徹, 上田寛
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] 重い電子系LiV2O4単結晶のNMR (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中萌, 清水康弘, 伊藤正行, 新高誠司, 竹下直, 高木英典
  • 学会等名: 日本物理学会 2008 年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] α-(ET)_2I_3 の高圧^<13>C-NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水康弘, 小林晃人, 伊藤正行, 山本浩史, 鷹野芳樹, 高橋利宏
  • 学会等名: 日本物理学会 2008 年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] Microscopic Observation of the Spin-Singlet Cluster in the Frustrated Spinel AlV_2O_4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, M. Tanaka, M. Itoh, T. Katsufuji
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam
• [学会発表] Metal-Insulator Transition in the Hollandite Vanadate K_2V_8O_<16> Investigated by ^<51>V NMR Measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Okai, M. Itoh, Y. Shimizu, M. Isobe, J. Yamaura, Y. Ueda
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam
• [学会発表] Spin Dynamics of the Frustrated Ferromagnetic-Chain System Ca_3Co_2O_6 (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nanba, M. Horibe, T. Takami, Y. Shimizu, M. Itoh
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam
• [学会発表] Local Spin Susceptibility in the Metallic Phase of the Quasi-One-Dimensional Conductor β-Li_<0.33>V_2O_5 (2008)
  • 著者名/発表者名: I. Yamauchi, M. Itoh, Y. Shimizu, T. Yamauchi, Y. Ueda
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam
• [学会発表] Spin Diffusion in the Quasi-One-Dimensional Conductor β-Na_<0.33>V_2O_5 (2008)
  • 著者名/発表者名: I. Yamauchi, M. Itoh, Y. Shimizu, T. Yamauchi, Y. Ueda
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam
• [学会発表] スピネル型酸化物AlV_2O_4のNMR II (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中萌, 清水康弘, 伊藤正行, 勝藤拓郎
  • 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
• [学会発表] 擬一次元導体β-Na_<0.33>V_2O_5におけるスピン拡散-^<51>V 核の核スピン-格子緩和率測定- (2008)
  • 著者名/発表者名: 山内一宏, 清水康弘, 伊藤正行, 山内徹, 山浦淳一, 上田寛
  • 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
• [学会発表] 擬一次元超伝導体β-Na0.33V2O5の温度-圧力相図II-超高圧下のNMR測定- (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木泰輔, 山内一宏, 清水康弘, 伊藤正行, 竹下直, 寺倉千恵子, 山内徹, 上田寛, 高木英典, 十倉好紀
  • 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
• [学会発表] ホーランダイト型バナジウム酸化物K_2V_8O_<16>のNMR (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水康弘, 岡井克典, 生駒毅, 伊藤正行, 礒部正彦, 上田寛
  • 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
• [学会発表] 擬一次元導体β-Na0.33V2O5の金属絶縁体転移と電子構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山内一宏, 清水康弘, 伊藤正行, 山内徹, 山浦淳一, 上田寛
  • 学会等名: 2007年日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 擬一次元導体β-Na_<0.33>V_2O_5の金属絶縁体転移と電子構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山内一宏, 清水康弘, 伊藤正行, 山内徹, 山浦淳一, 上田寛
  • 学会等名: 2007年日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 擬一次元超伝導体β-Na_<0.33>V_2O_5の温度-圧力相図-超高圧下のNMR測定- (2007)
  • 著者名/発表者名: 鈴木泰輔, 山内一宏, 清水康弘, 伊藤正行, 竹下直, 寺倉千恵子, 山内徹, 上田寛, 高木英典, 十倉好紀
  • 学会等名: 2007年日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] ホーランダイト型バナジウム酸化物K_2V_8O_<16>単結晶のNMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡井克典, 清水康弘, 伊藤正行, 礒部正彦, 上田寛
  • 学会等名: 2007年日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 1次元コバルト酸化物Ca_3Co_2O_6のNMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 難波寛, 清水康弘, 伊藤正行
  • 学会等名: 2007年日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] スピネル型酸化物AlV_2O_4のNMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中萌, 清水康弘, 伊藤正行, 勝藤拓郎
  • 学会等名: 2007年日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [備考]
  • URL: http://i-ken.phys.nagoya-u.ac.jp/