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スピン液体発現機構の解明とπ-d型擬二次元有機超伝導体の統一相図

研究課題

研究課題/領域番号 19K03707
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関北海道大学

研究代表者

松永 悟明  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10222308)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードスピン液体 / π-d相互作用 / 擬一次元有機超伝導体 / 擬二次元有機超伝導体
研究開始時の研究の概要

本研究の第一の目的は比熱・ゼロ磁場及び磁場中μSR、誘電率、磁化、圧力下の輸送現象測定等を駆使し、正三角格子から大きくずれている二次元三角格子スピン液体を調べることによりピン液体物質の安定化の仕組みを解明すること。第二の目的は、λ型結晶とほぼ同じ結晶構造を持ちながらπ-d相互作用やd-d相互作用が異なるλ'およびλ''型結晶系を研究することにより、π-d系の統一的理解を目指すことである。

研究成果の概要

π-d系の統一的理解を目指すために、λ-(STF)2GaCl4のμSR測定をヘリウム3を用いて行い、0.5Kの極低温まで反強磁性相のへの転移がないことを確認した。また、新物質λ'-(STF)2FeBr4およびλ'’-(BETS)2FeBr4を合成し、圧力下で超伝導になることを発見した。さらに、新規擬一次元物質(DMET-TTF)2AuBr2を合成し、常圧でこれまでにない並びの整合スピン密度波、圧力下で超伝導を発見した。
これらの研究により、π-d系を統一的に理解するためには、単にπ-d相互作用について考えればよいのではなくd-d相互作用や系の次元性の果たす役割が重要であることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、二次元三角格子系におけるスピン液体安定化の仕組みの理解が深まるとともに。ほぼ同じ結晶構造を持ちながらπ-d相互作用やd-d相互作用が異なる系の研究により、π-d系の統一的理解が深まった。また、新規超伝導体を発見した。さらに、新規擬一次元物質(DMET-TTF)2AuBr2を合成に成功し、これまでにない並びの整合スピン密度波、圧力下で超伝を発見し、新奇電子状態の発見に寄与した。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Spin density wave in the strongly dimerized quasi-one-dimensional organic conductor (DMET-TTF)2AuBr22021

    • 著者名/発表者名
      Iida Youhei、Sawada Masashi、Sasaki Yoshiaki、Tsuchiya Tomoaki、Minamidate Takaaki、Matsunaga Noriaki、Kawamoto Atsushi、Nomura Kazushige
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 104 号: 18 ページ: 184409-184409

    • DOI

      10.1103/physrevb.104.184409

    • NAID

      120007179817

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Electronic properties of quasi-one-dimensional organic conductor (DMET-TTF)2AuBr22021

    • 著者名/発表者名
      T. Kato, Y. Iida, Y. Sasaki, M. Sawada, N. Matsunaga, A. Kawamoto, K. Nomura
    • 学会等名
      YOUNG MULTIS - Multiscale Phenomena in Condensed Matter - conference for young researchers
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of π-d interaction in λ-(BEST)2FeCl42021

    • 著者名/発表者名
      R. Saito, Y. Iida, A. Ito, T. Kobayashi, H. Taniguchi, N. Matsunaga, S. Fukuoka, A. Kawamoto
    • 学会等名
      YOUNG MULTIS - Multiscale Phenomena in Condensed Matter - conference for young researchers
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] π-d電子系の反強磁性共鳴2021

    • 著者名/発表者名
      大島勇吾, Taehoon Lee, Hengbo Cui, 南舘孝亮, 斎藤洋平, 河本充司, 松永悟明, 加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬一次元有機導体(DMET-TTF)2AuBr2 の電子物性IV2021

    • 著者名/発表者名
      加藤大賀, 飯田瑶平, 佐々木義明, 土屋智敬, 澤田賢志, 松永悟明, 河本充司, 野村一成
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬一次元有機導体(DMET-TTF)2AuBr2 の電子物性III2020

    • 著者名/発表者名
      飯田瑶平, 佐々木義明, 土屋智敬, 澤田賢志, 松永悟明, 河本充司, 野村一成
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬一次元有機導体(DMET-TTF)2AuBr2 の電子物性(2)2020

    • 著者名/発表者名
      飯田瑶平, 佐々木義明, 土屋智敬, 澤田賢志, 松永悟明, 河本充司, 野村一成
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] π-d電子系λ-(STF)2FeCl4の電子スピン共鳴2019

    • 著者名/発表者名
      大島勇吾, Taehoon Lee, 南舘孝亮, 斎藤洋平, 河本充司, 松永悟明, 加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] π-d系有機導体λ’-(BEDT-STF)2FeBr4の磁性における微視的描像2019

    • 著者名/発表者名
      南舘孝亮, 大島勇吾, 和田大阿, 松永悟明, 野村一成, 加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬一次元有機導体(DMET-TTF)2AuBr2 の電子物性2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木義明, 土屋智敬, 澤田賢志, 松永悟明, 河本充司, 野村一成
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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