量子スピン液体状態におけるスピン励起による熱輸送の研究

• 研究課題/領域番号: 22740224
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 山下 穣 京都大学, 理学研究科, 助教 (10464207)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 磁性 / 低温動性 / 幾何学的フラストレーション / 低温物性

研究概要

磁性体の持つスピンの長距離秩序が量子力学的揺らぎにより融解した量子スピン液体状態は,長年にわたって論争の続く未知の状態である.我々は極低温における熱伝導率測定により,幾何学的フラストレーションを持つ二次元三角格子のスピン配列を持つ有機物におけるスピン液体状態を調べた結果,ギャップを持たない連続的な励起を持つスピン液体状態が存在することを見出した.特に準粒子がほとんど散乱を受けずに熱を運ぶことや,磁場によって誘起される磁気的でギャップを持った準粒子も共存することなど,スピン液体の興味ある性質の一端が明らかになった.

研究成果

• [雑誌論文] Thermal-Transport Studies on Two-Dimensional Quantum SpinLiquids (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yamashita, T. Shibauchi, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: Review article 巻: 13 ページ: 74-78
• [雑誌論文] Nodal versus Nodeless Behaviors of the Order Parameters of LiFeP and LiFeAs Superconductors from Magnetic Penetration-Depth Measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto, S. Kasahara, R. Katsumata, Y. Mizukami, M. Yamashita, H. Ikeda, T. Terashima, A. Carrington, Y. Matsuda, and T. Shibauchi
  • 雑誌名: Rev. Lett. 巻: 108
• [雑誌論文] Thermal-Transport Studies on Two-Dimensional Quantum Spin Liquids (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Yamashita, T.Shibauchi, Y.Matsuda
  • 雑誌名: Chem.Phys.Chem. 巻: 13 号: 1 ページ: 74-78
  • DOI: 10.1002/cphc.201100556
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nodal versus Nodeless Behaviors of the Order Parameters of LiFeP and LiFeAs Superconductors from Magnetic Penetrat ion-Depth Measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Hashimoto, et al
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 108 号: 4 ページ: 47003-47007
  • DOI: 10.1103/physrevlett.108.047003
  • 査読あり
• [雑誌論文] 二次元量子スピン液体の熱輸送現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下穣、芝内孝禎、松田祐司
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 66 ページ: 928-932
• [雑誌論文] Extremely strong coupling superconductivity in artificial two-dimensional Kondo lattices (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizukami, H. Shishido, T. Shibauchi, M. Shimozawa, S. Yasumoto, D. Watanabe, M. Yamashita, H. Ikeda, T. Terashima, H. Kontani, Y. Matsuda
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: 7
• [雑誌論文] Phys Nodal gap structure of superconducting BaFe2(As1. xPx) 2 from angle-resolved thermal conductivity in a magnetic field (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamashita, Y. Senshu, T. Shibauchi, S. Kasahara, K. Hashimoto, D. Watanabe, H. Ikeda, T. Terashima, I. Vekhter, A. B. Vorontsov, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84
• [雑誌論文] Science Interplay of Rotational, Relaxational, and Shear Dynamics in Solid He-4 (2011)
  • 著者名/発表者名: E. J. Pratt, B. Hunt, V. Gadagkar, M. Yamashita, M. J. Graf, A. V. Balatsky, and J. C. Davis
  • 巻: 332
  • ページ: 821-824
• [雑誌論文] Extremely strong-coupling superconductivity in artificial two-dimensional Kondo lattices (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuta Mizukami, et al
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: 7 号: 11 ページ: 849-853
  • DOI: 10.1038/nphys2112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nodal Gap Structure of Superconducting BaFe2(Asl-xPx)2 from Angle-Resolved Thermal Conductivity in a Magnetic Field (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Yamashita, et al
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 84 号: 6 ページ: 60507-60510
  • DOI: 10.1103/physrevb.84.060507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Mobile Gapless Excitationsin a Two-Dimensional Candidate Quantum Spin Liquid (2010)
  • 著者名/発表者名: Minoru Yamashita, Norihito Nakata, Yoshinori Senshu, Masaki Nagata, Hiroshi M. Yamamoto, Reizo Kato, Takasada Shibauchi and Yuji Matsuda
  • 雑誌名: Science 巻: 328 ページ: 1246-1248
• [雑誌論文] Line nodes in the energy gap of superconducting BaFe2(As_1. xPx) 2 single crystals as seen via penetration depth and thermal conductivity (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto, M. Yamashita, S. Kasahara, Y. Senshu, N. Nakata, S. Tonegawa, K. Ikada, A. Serafin, A. Carrington, T. Terashima, H. Ikeda, T. Shibauchi, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 81
• [雑誌論文] Highly Mobile Gapless Excitations in a Two-Dimensional Candidate Quantum Spin Liquid (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yamashita
  • 雑誌名: Science 巻: 328 ページ: 1246-1248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for Superconducting Gap Nodes in the Zone-Centered Hole Bands of KFe_2As_2 from Magnetic Penetration-Depth Measurements (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hashimoto
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 81
  • 査読あり
• [学会発表] EtMe3Sb[Pd(dmit) 2] 2における代数的量子スピン液体の実現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大樹
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2における代数的量子スピン液体の実現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大樹
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] (Ba1-xKx) Fe2 As2純良単結晶における熱伝導率測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下卓也
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] (Bal-xKx)Fe2 As2純良単結晶における熱伝導率測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下卓也
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Study of Quantum Spin Liquid in Two-dimensional Antiferromagnets (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: Novel Paradigms for Low-Dimensional Electronic Materials
  • 発表場所: Aspen CO
  • 年月日: 2012-02-09
• [学会発表] Study of Quantum Spin Liquid in Two-dimensional Antiferromagnets (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: Aspen Winter Conference on Condensed Matter Physics, Novel Paradigms for Low-Dimensional Electronic Materials
  • 発表場所: Aspen CO, USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-09
• [学会発表] 量子スピン液体物質EtMe3Sb[Pd(dmit) 2] 2の極低温磁化率測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大樹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 量子スピン液体物質EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2の極低温磁化率測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大樹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Bipartite Spin Excitations in a Two-Dimensional Quantum Spin-Liquid State of EtMe3Sb[Pd(dmit)2] (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010 (ICSM2010)
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] Thermal-transport Studiesof Quantum Spin Liquids (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: Search fortopological phase of matter
  • 発表場所: Princeton NJ
  • 年月日: 2011-04-21
• [学会発表] Thermal-transport studies of Quantum Spin Liquids (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: Search for topological phase of matter
  • 発表場所: Princeton NJ, USA(招待講演)
  • 年月日: 2011-04-21
• [学会発表] Thermal-transport Studiesof Quantum Spin Liquids (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: APS March Meeting 2011
  • 発表場所: ダラス
  • 年月日: 2011-03-23
• [学会発表] Thermal transport Studies of Quantum Spin Liquids (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: APS March Meeting 2011
  • 発表場所: ダラス(USA)(招待公演)
  • 年月日: 2011-03-23
• [学会発表] Thermal-transport Studiesof Quantum Spin Liquids (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: International Conference on Frustration in Condensed Matter(ICFCM)
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Thermal-transport studies of quantum spin liquids (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: International Conference on Frustration in Condensed Matter (ICFCM)
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Bipartite spin excitations in a two-dimensional quantum spin liquid state (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: Highly Frustrated Magnetism 2010
  • 発表場所: ボルチモア
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] Bipartite spin excitations in a two-dimensional quantum spin liquid state (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: Highly Frustrated Magnetism 2010
  • 発表場所: ボルチモア(USA)
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] Bipartite Spin Excitations in a Two-Dimensional Quantum Spin-Liquid State of Et Me3Sb[Pd(dmit) 2] (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下穣
  • 学会等名: International Conference on Science and Technologyof Synthetic Metals 2010(ICSM2010)
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2010-07-08
• [備考]
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2010/100604_1.htm