スピンによる熱輸送現象のミュオンスピン緩和法を用いた直接観測

• 研究課題/領域番号: 20740212
• 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: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 川股 隆行 独立行政法人理化学研究所, 岩崎先端中間子研究室, 協力研究員 (00431601)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: スピンによる熱伝導 / 低次元量子スピン系 / ミュオンスピン緩和法 / 熱伝導 / 1次元スピン系

研究概要

2本足梯子系Sr_<14>Cu_<24>O_<41>において,スピンによる熱輸送現象を直接観測するためミュオンスピン緩和法による実験を行ったがその証拠を観測することは出来なかった.この結果から,スピンの平均自由行程を伸ばした1次元量子スピン系の物質SrCuO_2での実験が必要と考えた.そして,原料高純度化と酸素アニールを行い,平均自由行程を30000Aまで伸ばすことに成功した.この値は,現在,低次元量子スピン系の物質において最大の値である.

研究成果

• [雑誌論文] Single-Crystal Growth of Pb2V3O9 and the Bose-Einstein Condensed State of Triplons Studied by Thermal Conductivity, Specific Heat and Magnetization Measurements (2009)
  • 著者名/発表者名: T Kawamata, N Sugawara, M Uesaka, N Kaneko, T Kajiwara, H Yamane, K Koyama, K Kudo, N Kobayashi, Y Koike
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 150 ページ: 420871-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast muon spin relaxation in ferromagnetism of potassium clusters in zeolite A (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakano et al.
  • 雑誌名: Physica B 404 ページ: 630-633
  • 査読あり
• [雑誌論文] μSR study on ferromagnetic properties of Rb clusters incorporated into zeolite A (2009)
  • 著者名/発表者名: T.C.Duan et al.
  • 雑誌名: Physica B 404 ページ: 634-637
  • 査読あり
• [雑誌論文] μSR study of thiospinel CuCrZrS_4 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.S.Suzuki et al.
  • 雑誌名: Physica B 404 ページ: 649-651
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ni-substitution effects on Cu-spin correlation in La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Ni_yO_4 relating to hole trapping and stripe pinning (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanabe et al.
  • 雑誌名: Physica B 404 ページ: 717-719
  • 査読あり
• [雑誌論文] Muon spin relaxation in hydrogen tungsten bronze (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Mihara et al.
  • 雑誌名: Physica B 404 ページ: 801-803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a gas-pressurized high-pressure μSR setup at the RIKEN-RAL Muon Facility (2009)
  • 著者名/発表者名: I.Watanabe et al.
  • 雑誌名: Physica B 404 ページ: 993-995
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Crystal Growth of Pb_2V_3O_9 and the Bose-Einstein Condensed State of Triplons Studied by Thermal Conductivity, Specific Heat and Magnetization Measurements (2009)
  • 著者名/発表者名: T Kawamata et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150 ページ: 0420871-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal-conductivity study on the electronic state in the overdoped regime of La_<2-X>Sr_xCuO_4 : Phase separation and anomaly at x～0.21 (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Adachi et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150 ページ: 0521151-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低次元量子スピン系物質におけるスピンによる熱伝導 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行, 他
  • 雑誌名: 応用物理 77 ページ: 525-529
  • NAID: 10024191886
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Thermal Conductivity due to Spinons in the One-Dimensional Spin System SrCuO2
  • 著者名/発表者名: T. Kawamata, N. Kaneko, M. Uesaka, M. Sato, Y. Koike
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Conductivity of the Quasi One-Dimensional Spin System Sr2V3O9
  • 著者名/発表者名: M Uesaka, T Kawamata, N Kaneko, M Sato, K Kudo, N Kobayashi, Y Koike
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bose-Einstein Condensation of Triplons in the One-Dimensional Bond-Alternating System Pb2V3O9
  • 著者名/発表者名: M. Sato, T. Kawamata, N. Sugawara, M. Uesaka, N. Kaneko, K. Kudo, N. Kobayashi, Y.
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series (in press)
  • NAID: 40016758295
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Thermal Conductivity due to Spinons in the One-Dimensional Spin System SrCuO_2
  • 著者名/発表者名: T Kawamata et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Conductivity of the Quasi One-Dimensional Spin System Sr_2V_3O_9
  • 著者名/発表者名: M Uesaka et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bose-Einstein Condensation of Triplons in the One-Dimensional Bond-Alternating System Pb_2V_3O_9
  • 著者名/発表者名: M.Sato et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic order of the frustrated triangular lattice antiferomagnet InMnO_3 studied by μSR
  • 著者名/発表者名: H.Kikuchi et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pb_2V_3O_9 and the Bose-Einstein Condensed State of Triplons Studied by Thermal Conductivity, Specific Heat and Magnetization Measurements
  • 著者名/発表者名: T. Kawamata, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal-conductivity study on the electronic state in the overdoped regime of La_<2-x>Sr_xCuO_4 ; Phase separation and anomaly at x~0.21
  • 著者名/発表者名: T. Adachi, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ni-substitution effects on Cu-spin correlation in La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Ni_yO_4 relatingto hole trapping and stripe pinning
  • 著者名/発表者名: Y. Tanabe, et al.
  • 雑誌名: Physica C (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] μSR study on ferromagnetic properties of Rb clusters incorporated into zeoliteA
  • 著者名/発表者名: T. C. Duan, et al.
  • 雑誌名: Physica C (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 1次元量子スピンSrCuO2単結晶におけるスピンによる熱伝導の向上 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金子直人, 川股隆行, 上坂正憲, 佐藤光秀, 小池洋二
  • 学会等名: 日本応用物理学会東北支部第63回学術講演会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2009-12-05
• [学会発表] 1次元量子スピン系Sr2V3O9単結晶の育成とスピンによる熱伝導 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上坂正憲, 川股隆行, 金子直人, 菅原直樹, 工藤一貴, 小林典男, 小池洋二
  • 学会等名: 日本応用物理学会東北支部第63回学術講演会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2009-12-05
• [学会発表] Development of a data acquisition system for a new μSR spectrometer at the RIKEN-RAL muon facility (2009)
  • 著者名/発表者名: T Kawamata et al.
  • 学会等名: Advanced Science Research Symposium 2009
  • 発表場所: Tokai(Japan)
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] 一次元ボンド交替鎖を持つPb2V3O9におけるトリプロンのボーズ・アインシュタイン凝縮転移と熱伝導 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤光秀, 川股隆行, 上坂正憲, 工藤一貴, 小林典男, 小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] ボンド交替系Pb2V3O9単結晶試料の強磁場ESR測定II (2009)
  • 著者名/発表者名: 大久保晋, 近藤健太, 日野俊一, 藤澤真士, 櫻井敬博, 太田仁, 菅原直樹, 川股隆行, 小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] S=1/2スピン・ギャップ物質Pb2V3O9の磁気励起 (2009)
  • 著者名/発表者名: 本堂英, 益田隆嗣, 川股隆行, 佐藤光秀, 小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] Enhancement of Thermal Conductivity due to Spinons in the One-Dimensional Spin System SrCuO2 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamata, N. Kaneko, M. Uesaka, M. Sato, Y. Koike
  • 学会等名: The 18th International Conference on Magnetism (ICM2009)
  • 発表場所: Karlsruhe (Germany)
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Thermal Conductivity of the Quasi One-Dimensional Spin System Sr2V3O9 (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Uesaka, Takayuki Kawamata, Naoto Kaneko, Mitsuhide Sato, Kazutaka Kudo, Norio Kobayashi, Yoji Koike
  • 学会等名: The 18th International Conference on Magnetism (ICM2009)
  • 発表場所: Karlsruhe (Germany)
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Thermal Conductivity in the Bose-Einstein Condensed State of Triplons in the Bond-Alternating Spin-Chain System Pb2V3O9 (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhide Sato, Takayuki Kawamata, Naoki Sugawara, Naoto Kaneko, Masanori Uesaka, Kazutaka Kudo, Norio Kobayashi, Yoji Koike
  • 学会等名: The 18th International Conference on Magnetism (ICM2009)
  • 発表場所: Karlsruhe (Germany)
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Enhancement of Thermal Conductivity due to Spinons in the One-Dimensional Spin System SrCuO_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: T Kawamata et al.
  • 学会等名: The 18^<th> International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Karlsruhe(Germany)
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] 一次元量子スピン系SrCuO2単結晶における巨大スピン熱伝導 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金子直人, 川股隆行, 上坂正憲, 佐藤光秀, 小池洋二
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学(つくば)
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 比熱と磁化からみたPb2V3O9単結晶のボース・アインシュタイン凝縮相転移 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行, 上坂正憲, 菅原直樹, 佐藤光秀, 金子直人, 小山佳一, 工藤一貴, 小林典男, 小池洋二
  • 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(池袋)
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 1次元量子スピン系Sr2V3O9単結晶のスピンによる熱伝導 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上坂正憲, 川股隆行, 金子直人, 佐藤光秀, 菅原直樹, 工藤一貴, 小林典男, 小池洋二
  • 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(池袋)
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] ボンド交替系Pb2V3O9単結晶試料の強磁場ESR測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大久保晋, 日野俊一, 藤澤真士, 太田仁, 菅原直樹, 川股隆行, 小池洋二
  • 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(池袋)
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 比熱と磁化からみたPb_2V_3O_9単結晶のボース・アインシュタイン凝縮相転移 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 1次元量子スピン系SrCuO2, Sr2V3O9におけるスピンによる熱伝導 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行, 金子直人, 上坂正憲, 工藤一貴, 小林典男, 小池洋二
  • 学会等名: 物性科学領域横断研究会「スピンが拓く物性科学の最前線」
  • 発表場所: 東京大学(本郷)
  • 年月日: 2008-11-29
• [学会発表] Single-Crystal Growth and Thermal Conductivity of the Alternating Chain System Pb2V3O9 and Uniform Chain System Sr2V3O9 (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamata, M. Uesaka, N. Sugawara, N. Kaneko, K. Koyama, K. Kudo, N. Kobayashi, Y. Koike
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008) and the 7th Asia-Pacific Workshop
  • 発表場所: Univ. of Tokyo (Hongo)
  • 年月日: 2008-11-08
• [学会発表] Single-Crystal Growth and Thermal Conductivity of the Alternating Chain System Pb_2V_3O_9 and Uniform Chain System Sr_2V_3O_9 (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamata
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008) and the 7th Asia-Pacific Workshop
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-11-08
• [学会発表] 1次元量子スピン系SrCuO2単結晶におけるスピンによる熱伝導のアニール効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子直人, 川股隆行, 上坂正憲, 小池洋二
  • 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)
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 1次元量子スピン系Sr2V3O9・単結晶の育成とスピンによる熱伝導 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上坂正憲, 川股隆行, 金子直人, 菅原直樹, 工藤一貴, 小林典男, 小池洋二
  • 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)
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 低次元量子スピン系物質におけるスピンによる熱伝導 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小池洋二, 川股隆行, 高橋伸雄、金子直人、上坂正憲, 足立匡, 野地尚, 工藤一貴, 小林典男
  • 学会等名: 日本熱物性学会第10回「マイクロナノスケールの熱物性とシステムデザイン」研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(三田)
  • 年月日: 2008-09-12
• [学会発表] Sr2CuO3, SrCuO2におけるスピンによる巨大熱伝導 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行, 金子直人, 上坂正憲, 工藤一貴, 小林典男, 小池洋二
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] Sr_2CuO_3, SrCuO_2におけるスピンによる巨大熱伝導 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 春日井
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] 熱伝導, 比熱, 磁化からみたPb2V3O9単結晶におけるトリプロンのボース・アインシュタイン凝縮相転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行, 菅原直樹, S.M. Haidar, 金子直人, 上坂正憲, 小山佳一, 工藤一貴, 小林典男, 小池洋二
  • 学会等名: 第2回トピカルミーティング「フラストレーションとマルチフェロイクス」
  • 発表場所: 京都大学(京都)
• [学会発表] Pb2V3O9 and the Bose-Einstein Condensed State of Triplons Studied by Thermal Conductivity, Specific Heat and Magnetization Measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: T Kawamata, N Sugawara, M Uesaka, N Kaneko, T Kajiwara, H Yamane, K Koyama, K Kudo, N Kobayashi, Y Koike
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)
  • 発表場所: Amsterdam (Netherland)
• [学会発表] Single-Crystal Growth and Thermal Conductivity of the Quasi One-Dimensional Spin System Sr2V3O9 (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Uesaka, T. Kawamata, N. Sugawara, N. Kaneko, K. Kudo, N. Kobayashi, Y. Koike
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)
  • 発表場所: Amsterdam (Netherland)
• [学会発表] 熱伝導,比熱,磁化からみたPb_2V_3O_9単結晶におけるトリプロンのボース・アインシュタイン凝縮相転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川股隆行
  • 学会等名: 第2回トピカルミーテイング「フラストレーションとマルチフェロイクス」
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Pb_2V_3O_9 and the Bose-Einstein Condensed State of Triplons Studiedby Thermal Conductivity, Specific Heat and Magnetization Measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamata
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam