スピン1/2カゴメ銅鉱物における量子スピン液体状態の解明

• 研究課題/領域番号: 21740246
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 岡本 佳比古 東京大学, 物性研究所, 助教 (90435636)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: スピン液体 / 幾何学的フラストレーション / カゴメ格子 / 銅鉱物 / 量子スピン / フラストレーション

研究概要

スピン1/2カゴメ格子反強磁性体において発現するといわれている量子スピン液体状態の物性解明を目指し、銅鉱物であるボルボーサイトやベシニエイトの純良試料合成と物性測定を行った。その結果、ベシニエイトがスピン液体の基底状態をとる候補物質であること、両物質の磁化過程に特異な磁化プラトー状態が現れることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetization Plateaus of Spin-1/2 Kagome Antiferromagnets Volborthite and Vesignieite (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Okamoto, M.Tokunaga, H.Yoshida, A.Matsuo, K.Kindo, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Physical Review B 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic Properties of the Kagome Lattice in Volborthite (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Yamashita, T.Moriura, Y.Nakazawa, H.Yoshida, Y.Okamoto, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 79
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Field ESR Measurements of S=1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet BaCu_3V_2O_8(OH))_2 (2010)
  • 著者名/発表者名: W.Zhang, H.Ohta, S.Okubo, M.Fujisawa, T.Sakurai, Y.Okamoto, H.Yoshida, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin dynamics of S=1/2 kagome lattice antiferromagnets observed by high-field ESR (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Ohta, W.Zhang, S.Okubo, M.Fujisawa, T.Sakurai, Y.Okamoto, H.Yoshida, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B 247 ページ: 679-681
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic Properties of the Kagome Lattice in Volborthite (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yamashita, Tomoya Moriura, Yasuhiro Nakazawa, Hiroyuki Yoshida, Yoshihiko Okamoto, Zenji Hiroi
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 巻: 79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Dynamics of S=1/2 Kagome Lattice Antiferromagnets Observed by High-Field ESR (2010)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Ohta, Wei-min Zhang, Susumu Okubo, Masashi Fujisawa, Takahiro Sakurai, Yoshihiko Okamoto, Hiroyuki Yoshida, Zenji Hiroi
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B 巻: 247 ページ: 679-681
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Field ESR Measurements of S=1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet BaCu3V2O8(OH)2 (2010)
  • 著者名/発表者名: W.-M.Zhang, H.Ohta, S.Okubo, M.Fujisawa, T.Sakurai, Y.Okamoto, H.Yoshida, Z.Hiroi
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 79
  • NAID: 210000108196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Diagram and Spin Dynamics in Volborthite with a Distorted Kagome Lattice (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshida, M.Takigawa, H.Yoshida, Y.Okamoto, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetization "Steps" on a Kagome Lattice in Volborthite (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Yoshida, Y.Okamoto, T.Tayama, T.Sakakibara, M.Tokunaga, A.Matsuo, Y.Narumi, K.Kindo, M.Yoshida, M.Takigawa, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 78
  • NAID: 10025959132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vesignieite BaCu_3V_2O_8(OH)_2 as a Candidate Spin-1/2 Kagome Antiferromagnet (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Okamoto, H.Yoshida, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 78
  • NAID: 110007138891
  • 査読あり
• [雑誌論文] S=1/2 kagome lattice antiferromagnet Cu_3V_2O_7(OH)_2・2H_2O studied by high field ESR (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Ohta, W.Zhang, S.Okubo, M.Tomoo, M.Fujisawa, H.Yoshida, Y.Okamoto, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-1/2 kagome compounds : volborthite vs herbertsmithite (2009)
  • 著者名/発表者名: Z.Hiroi, H.Yoshida, Y.Okamoto, M.Takigawa
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 145
  • 査読あり
• [雑誌論文] カゴメ格子上に配列したスピン:銅鉱物ベシニエ石 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古, 広井善二
  • 雑誌名: 固体物理 44 ページ: 473-480
• [雑誌論文] Vesignieite BaCu3V2O8(OH)2 as a Candidate Spin-1/2 Kagome Antiferromagnet (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Okamoto, H.Yoshida, Z.Hiroi
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78
  • NAID: 130005437344
  • 査読あり
• [雑誌論文] カゴメ格子上に配列したスピン:銅鉱物ベシニエ石 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古、広井善二
  • 雑誌名: 固体物理 44 ページ: 473-480
• [雑誌論文] Magnetization "Steps" on a Kagome Lattice in Volborthite (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Yoshida, Y.Okamoto, T.Tayama, T.Sakakibara, M.Tokunaga, A.Matsuo, Y.Narumi, K.Kindo, M.Yoshida, M.Takigawa, Z.Hiroi
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78
  • NAID: 10025959132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Diagram and Spin Dynamics in Volborthite with a Distorted Kagome Lattice (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshida, M.Takigawa, H.Yoshida, Y.Okamoto, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett 103
  • 査読あり
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体BaCu_3V_2O_8(OH)_2(vesignieite)の比熱 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古, 広井善二
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体BaCu3V2O8(OH)2 (vesignieite)の比熱 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古、広井善二
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟市 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Magnetization Plateaus in Spin-1/2 Kagome Antiferromagnets, Volborthite and Vesignieite (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Okamoto, H.Yoshida, M.Tokunaga, Z.Hiroi
  • 学会等名: International Conference on Frustration in Condensed Matter
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Magnetization Plateaus in Spin-1/2 Kagome Antiferromagnets : Volborthite and Vesignieite (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Okamoto, Hiroyuki Yoshida, Masashi Tokunaga, Zenji Hiroi
  • 学会等名: International Conference on Frustration in Condensed Matter
  • 発表場所: 仙台市 仙台国際センター
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体の銅鉱物の強磁場磁化過程 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古, 徳永将史, 吉田紘行, 広井善二
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体の銅鉱物の強磁場磁化過程 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子磁性体の物質探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古
  • 学会等名: 第36回化合物新磁性研究会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2010-01-28
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子磁性体の物質探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古
  • 学会等名: 第36回化合物新磁性研究会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2010-01-28
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体volborthiteとvesignieiteの強磁場磁化過程 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古, 徳永将史, 吉田紘行, 広井善二
  • 学会等名: 特定領域研究「フラストレーションが創る新しい物性」成果報告会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-01-08
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体BaCu_3V_2O_8(OH)_2の磁性II (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古, 徳永将史, 吉田紘行, 広井善二
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体BaCu3V2O8(OH)2の磁性II (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体CdCu_3(OH)_6(NO_3)_2・H_2Oの磁性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古, 広井善二
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] スピン1/2カゴメ格子反強磁性体CdCu3(OH)6(NO3)2・H2Oの磁性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] Vesignieite BaCu_3V_2O_8(OH)_2 as a candidate spin-1/2 kagome antiferromagnet (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Okamoto, H.Yoshida, Z.Hiroi
  • 発表場所: Karlsruhe 市(ドイツ)
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Vesignieite BaCu3V2O8(OH)2 as a candidate spin-1/2 kagome antiferromagnet (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳比古
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2009
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2009-07-30
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://yoshihikookamoto.web.fc2.com/