| 研究課題/領域番号 |
20H01858
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 (2021-2024)
東京大学 (2020) |
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研究代表者 |
平井 大悟郎 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (80734780)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | スピン軌道相互作用 / 多極子秩序 / 5d電子系 / ダブルペロブスカイト / 四極子秩序 / レニウム化合物 / 多極子 / 放射光X線 / 電子相関 / 元素置換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
5d遷移金属化合物では、0.5電子ボルト(約五千度)に及ぶスピン軌道相互作用と電子間の相互作用が複合的に働くことで、他の電子系では実現できない多彩な量子相の発現が期待されます。しかし、現実の物質の合成や実験的に観測することが難しいため、実験研究はあまり進んでいません。本研究では、スピンと軌道の自由度が結合することで生じる多極子の秩序状態を、5d電子系を特徴づける基本的な電子相として位置づけ、秩序形成の微視的な機構解明を目指します。また、得られた知見を物質探索にフィードバックし、多極子自由度に由来した物性・量子相を開拓します。
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| 研究成果の概要 |
原子番号の大きな遷移金属元素を含む化合物では、スピン軌道相互作用と電子相関の複合効果により、多極子秩序が発現することがある。本研究では、レニウムを含むダブルペロブスカイト化合物を系統的に合成し、高分解能構造解析と物性測定を組み合わせることで、遷移金属化合物としては初めて四極子秩序の存在を確認した。また、類縁物質との比較により、この四極子秩序とそれに伴う特異な磁気秩序が複数の物質で共通に現れることを明らかにした。さらに、化学置換によって電子間の相互作用を制御することで、異なる電子秩序を誘起できることも実証した。これらの成果は、多極子秩序の理解とその制御に向けた新たな知見を提供するものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、スピン軌道相互作用と電子相関が強く働く遷移金属化合物において、多極子秩序が実現されうることを実証したものであり、四極子秩序という新たな秩序相の存在を明確にした点で学術的に高い意義を有する。また、化学的手法によって電子状態を制御可能であることを示した点は、将来的に電子秩序を利用した機能性材料の開発につながる可能性を示唆する。量子多体系における秩序の多様性に関する理解を深めるとともに、次世代の情報デバイスやセンシング技術への応用展開に向けた基礎的知見を提供する成果である。
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