極低温強磁場多周波ESRによる量子スピン及びフラストレーション系の研究

• 研究課題/領域番号: 20340089
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 萩原 政幸 大阪大学, 極限量子科学研究センター, 教授 (10221491)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2009年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2008年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
• キーワード: 磁気共鳴 / 極低温 / 強磁場 / 多周波数 / 量子磁性体 / フラストレート磁性体 / ダイリューション冷凍機 / 極低温ESR / 擬一次元反強磁性体 / 量子スピン系 / フラストレーション系

研究概要

定常磁場中で0.1ケルビン、パルス磁場中で0.6ケルビンまでの極低温度(ケルビンは絶対温度の単位で摂氏0度がおよそ273ケルビン)で測定のできる強い磁場中(ネオジム磁石表面磁場のおよそ数十倍)で多くの周波数(マイクロ波帯から遠赤外線)を用いて測定のできる電子スピン共鳴(略してESR、MRIで用いる核磁気共鳴と同様な磁気共鳴の一種で電子スピンによる磁気共鳴)装置を開発した。これらの装置を用いて、量子効果(量子力学に基づく効果)の顕著な量子磁性体や磁気的相互作用の競合するフラストレート磁性体の測定を行い、前者では高い磁場領域でこれまで観測されてこなかった新たなシグナルを観測してこの磁性体の新たな相転移の起源を明らかにし、後者ではESRシグナルの現れる磁場の変化を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] High-Field ESR and Magnetism of the Triangular Lattice Antiferromagnet NiGa2S4 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 79巻
  • NAID: 40017104684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiferromagnetic resonance study of sodalite loaded with sodium by multi-frequency ESR (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kashiwagi, 萩原政幸, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 71巻 ページ: 544-547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Spin Resonance in a New Triangular-Lattice Layered Oxide (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 200巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-frequency ESR studies on a Haldane magnet in a field-induced phase at ultra-low temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: 萩原政幸, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 200巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] High frequency ESR measurements on the spin crossover complex [MnIII(taa)] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kimura, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 200巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] フラストレーションがつくる新しい物性 第5 回幾何学的フラストレート磁性体を強磁場中においたら (2010)
  • 著者名/発表者名: 萩原政幸
  • 雑誌名: 物理化学雑誌「パリティ」 5巻 ページ: 64-67
• [雑誌論文] Spiral-spin flop probed by ESR in the multiferroic triangular-lattice antiferromagnet CuCrO2 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Physical Review B 81巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Field ESR and Magnetization of the Triangular Lattice Antiferro-magnet NiGa-2S-4 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79
  • NAID: 40017104684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiferromagnetic resonance study of sodalite loaded with sodium by multi-frequency ESR (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kashiwagi, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 巻: 71 ページ: 544-547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Spin Resonance in a New Triangular-Lattice Layered Oxide (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-frequency ESR studies on a Haldane magnet in a field-induced phase at ultra-low temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 200
  • 査読あり
• [雑誌論文] High frequency ESR measurements on the spin crossover complex [Mn^<III>(taa)] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kimura, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 200
  • 査読あり
• [雑誌論文] フラストレーションがつくる新しい物性第5回幾何学的フラストレート磁性体を強磁場中においたら? (2010)
  • 著者名/発表者名: 萩原政幸
  • 雑誌名: 物理科学雑誌「パリティ」 巻: 5 ページ: 64-67
• [雑誌論文] Spiral-plane flop probed by ESR in the multifbrroic triangular-lattice antiferromagnet CuCrO_2 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, et al.
  • 雑誌名: Physical Review B 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Field Magnetism of the Spin-Ladder Material Na_2Fe_2(C_2O_4)_3(H_2O)_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society Japan 78巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an Ultra-Low Temperature Multi-Frequency ESR Apparatus (2009)
  • 著者名/発表者名: 萩原政幸, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-Frequency ESR in the Haldane Magnet NDMAP below 1 K (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kashiwagi, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low Temperature Magnetism of the S=1/2 quasi one-dimensional Ising-like antiferromagnet BaCoV2O8 (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Kimura, M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Field Magnetism of the Spin-Ladder Material Na_2Fe_2(C_2O_4)_3(H_2O)_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, et al.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an Ultra-Low Temperature Multi-Frequency ESR Apparatus (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-frequency ESR in the Haldane magnet NDMAP below 1K (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kashiwagi, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low temperature magnetism of the S=1/2 quasi one-dimensional Ising-like antiferromagnet BaCo_2V_2O_8 (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Kimura, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150
  • 査読あり
• [学会発表] ESR in a Disordered Network of Nanographe Sheets (2010)
  • 著者名/発表者名: 萩原政幸
  • 学会等名: The Horiba-19th International Conference on The Application of High Magnetic Fields in Semiconductor Physics and Nanotchnology
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Electron Spin Resonance in the Quasi-Two-Dimensional Triangular-Lattice Antiferromagnet Rb_4Mn(MoO_4)_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, M.Hagiwara, et al.
  • 学会等名: Highly Frustrated Magnetism 2010
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] ESR in a Disordered Network of Nanographene Sheets (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara
  • 学会等名: The Horiba-19th International Conference on The Application of High Magnetic Fields in Semiconductor Physics and Nanotechnology
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Electron Spin Resonance in the Quasi-Two-Dimensional Triangular-Lattice Antiferromagnet Rb4Mn(MoO_4)_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, M.Hagiwara, et al.
  • 学会等名: Highly Frustrated Magnetism 2010
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] High-Field Studies on Geometrically Frustrated Spin Systems at KYOKUGEN (2010)
  • 著者名/発表者名: 萩原政幸
  • 学会等名: International Conference on Core Research and Engineering Science of Advanced Materials
  • 発表場所: Suita, Osaka
  • 年月日: 2010-06-03
• [学会発表] Multi-frequency ESR studies on a Haldane magnet in a field-induced phase at ultra-low temperatures (2009)
  • 著者名/発表者名: 萩原政幸, et al.
  • 学会等名: The International Conference on Magnetism 2009
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2009-08-30
• [学会発表] Multi-frequency ESR studies on a Haldane magnet in a field-induced phase atultra-low temperatures (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara
  • 学会等名: The International Conference on Magnetism 2009
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2009-08-30
• [学会発表] Exotic phases in quantum and frustrated spin systems (2009)
  • 著者名/発表者名: 萩原政幸
  • 学会等名: Spin Waves 2009
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
  • 年月日: 2009-06-09
• [学会発表] 量子磁性体の極低温強磁場多周波ESR II (2009)
  • 著者名/発表者名: 柏木隆成、萩原政幸, 他
  • 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
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 量子磁性体の極低温強磁場多周波ESR II (2009)
  • 著者名/発表者名: 柏木隆成, 他4名
  • 学会等名: 日本物理学会第6 4回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 量子磁性体の極低温強磁場多周波ESR (2008)
  • 著者名/発表者名: 柏木隆成、萩原政幸, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Multi-Frequency ESR in the Haldane Magnet NDMAP below 1 K (2008)
  • 著者名/発表者名: 柏木隆成, 萩原政幸, et al.
  • 学会等名: Low Temperature Physics Conference LT15
  • 発表場所: RAI Conference Center, The Netherlands
  • 年月日: 2008-08-11
• [学会発表] Multi-Frequency ESR in the Haldane magnet NDMAP belowl K (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kashiwagi, 他5名
  • 学会等名: Low Temperature Physics Conference LT25
  • 発表場所: RAI Conference Center, The Netherlands
  • 年月日: 2008-08-11
• [学会発表] Development of an Ultra-Low Temperature Multi-Frequency ESR apparatus (2008)
  • 著者名/発表者名: 萩原政幸, et al
  • 学会等名: Low Temperature Physics Conference LT15
  • 発表場所: RAI Conference Center, The Netherlands
  • 年月日: 2008-08-09
• [学会発表] Development of an U1tra-Low Temperature Multi-Frequency ESR Apparatus (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, 他5名
  • 学会等名: Low Temperature Physics Conference LT25
  • 発表場所: RAI Conference Center, The Netherlands
  • 年月日: 2008-08-09
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.mag.cqst.osaka-u.ac.jp/index_j.html
• [備考]
  • URL: http://www.mag.cqst.osaka-u.ac.jp/index_j.html
• [備考]
  • URL: http://www.mag.cqst.osaka-u.ac.jp/index_j.html_