| 研究課題/領域番号 |
20K03834
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 福井大学 |
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研究代表者 |
菊池 彦光 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (50234191)
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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 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 磁気的性質 / 量子液晶 / スピンフラストレーション / 反強磁性体 / 量子スピン / 反強磁性 / スピンダイマー / 磁性 / 相転移 / 磁気共鳴 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
量子液晶とは、通常の液晶によく似た対称性をもつ電子状態が量子効果によって発現した新しい状態である。本研究は、量子液晶状態であるスピンネマティック相が現実のスピンダイマー化合物Cs3V2Cl9において実現している事の実証を目的としている。スピンダイマーにおけるスピンネマティック状態の実験的解明については適当な物質がないために、ほとんど手がつけられておらず、Cs3V2Cl9が対応する現実物質であることがわかれば磁性研究全体に与える影響は大きい。単結晶を合成し、磁化率、比熱、強磁場磁化、磁気共鳴分光法といった様々な方法を用いて本化合物および関連物質の物理的性質を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
量子液晶状態が期待されるS=1スピンダイマー化合物Cs3V2Cl9の磁気的性質を実験的に明らかにすることを目的として良質な単結晶を合成し、磁化率、磁化、133Cs-NMR、μＳＲ等の測定を行った。また、Cs3V2Cl9にわずかな非磁性不純物をドープした試料を作成し、不純物ドーピングが磁気秩序特性に与える影響を調べた。Cs3V2Cl9の磁性はこれまで考えられてきたような孤立ダイマーモデルでは説明できず、新たなモデルスキームが必要であること、高温域での相転移は従来型の磁気秩序では説明が難しいことを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子液晶研究は、基礎分野のみならず、将来の量子力学応用技術においても重要な最先端研究分野であり、今後ますます広い領域に広がっていくと考えられる。Cs3V2Cl9の基底状態が理論的に予想されている量子液晶状態である可能性を示唆する結果を得た。また、Cs3V2Cl9を構成するS=1ダイマーが三角格子を形成することから、量子液晶状態とスピンフラストレーションとのシナジー効果によって新しい相転移が生じる可能性を指摘した。これらの成果は学術的に意義があると考えられる。
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