放射光Ｘ線回折を用いた強相関電子系物質の平衡状態の研究

• 研究課題/領域番号: 23244074
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 澤 博 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50215901)
• 研究分担者: 杉本 邦久 (財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (00512807)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 46,800千円 (直接経費: 36,000千円、間接経費: 10,800千円); 2013年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円); 2012年度: 28,990千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 6,690千円); 2011年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 放射光Ｘ線回折 / 構造解析 / 電荷密度解析 / 強相関電子系 / 量子液体 / 電子相関 / 放射光X線回折 / 軌道液体 / 単結晶構造解析 / 電子密度解析 / 電荷・軌道秩序 / 分子性結晶 / 分子軌道観測

研究成果の概要

放射光Ｘ線回折を用いた精密解析を通して，強相関電子系物質の平衡状態の観測を行った。スピンと軌道の自由度が極低温まで凍結しない平衡状態を維持するという学術的に重要な量子液体状態を銅酸化物の構造物性研究によって得られた。この量子液体状態は，ヤン-テラー活性な二価の銅イオンにおいて数千度のエネルギー利得を得られる対称性の低下を抑えて実現しており，固体物理の常識を覆す大きな発見となった。更に，特異な結晶構造中の軌道分裂を利用した蛍光体の開発，希土類元素の含有量を極力抑えた40K級の転移温度を持つ鉄砒素系超伝導体の発見など，応用上も重要な新規物質開発に多大に貢献することが出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Electronic Structure of Quantum Spin-liquid Coupound Ba3CuSb2O9 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sugimoto, T. Mizokawa, H. Wadati, K. Takubo, A. Damascelli, T. Z. Regier, G. A. Sawatzky, N. Katayama, H. Sawa, K. Kimura and S. Nakatsuji
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 3 ページ: 1-4
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.014007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] X-ray Photoemission and X-ray Absorption Spectroscopy of Hexagonal Ba3CuSb2O9 (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Sugimoto, Takashi Mizokawa, Hiroki Wadati, Kou Takubo, Andrea Damascelli, Tom Z. Regier, George A. Sawatzky, Naoyuki Katayama, Hiroshi Sawa, Kenta Kimura, and Satoru Nakatsuji
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.7566/jpscp.1.012122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron X-ray diffraction study of the Structural Phase Transition in Ca10(Ir4As8)(Fe2-xIrxAs2)5 (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Katayama, K. Sugawara, Y. Sugiyama, T. Higuchi, K. Kudo, D. Mitsuoka, T. Mizokawa, M. Nohara, and Hiroshi Sawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 11 ページ: 1-5
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.113707
  • NAID: 210000133325
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Pressure Synthesis and Structural Characterization of the Type II Clathrate Compound (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka, M. Komatsu, M. Tanaka, H. Sawa and K. Inumaru
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 21 ページ: 7717-7725
  • DOI: 10.1021/ja502733e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of quadrupole helix chirality and its domain structure in DyFe3(BO3)4 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Usui, Y. Tanaka, H. Nakajima, M. Taguchi, A. Chainani, M. Oura, S. Shin, N. Katayama, H. Sawa, Y. Wakabayashi, and T. Kimura
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 10 号: 6 ページ: 611-618
  • DOI: 10.1038/nmat3942
  • 査読あり
• [雑誌論文] 銅酸化物磁性体におけるスピン・軌道の特異な量子状態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤 博,中辻 知
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 49 ページ: 15-25
• [雑誌論文] 放射光X線回折を用いた分子性結晶の精密電子密度分布解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤 博
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 49 ページ: 163-175
• [雑誌論文] 白色LEDのための新蛍光体CI_MS:Eu2+の開発とその性質 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大長久芳,澤 博
  • 雑誌名: CERAMIC DATA BOOK 2013/14 巻: 工業と製品Vol.41 ページ: 162-164
• [雑誌論文] Superconductivity in Ca1-xLaxFeAs2: A Novel 112-Type Iron Pnictide with Arsenic Zigzag Bonds (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Katayama, K. Kudo, S. Onari, T. Mizukami, K. Sugawara, Y. Sugiyama, Y. Kitahama, K. Iba, K. Fujimura, N. Nishimoto, M. Nohara, and H. Sawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn, 巻: 82 号: 12 ページ: 1-10
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.123702
  • NAID: 210000132852
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Superconductivity in Ca10(Ir4As8)(Fe2As2)5 with Square-Planar Coordination of Iridium (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, D. Mitsuoka, M. Takasuga, Y. Sugiyama, K. Sugawara, N. Katayama, H. Sawa, H. S. Kubo, K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1038/srep03101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum fluctuations in spin-ice-like Pr2Zr2O7 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kimura, S. Nakatsuji, J-J. Wen, C. Broholm, M. B. Stone, E. Nishibori and H. Sawa
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 号: 1 ページ: 1-19
  • DOI: 10.1038/ncomms2914
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Structure of Tm@C82(I) Metallofullerene by Single-Crystal X-ray Diffraction Using the 1:2 Co-Crystal with Octaethylporphyrin Nickel (Ni(OEP))” (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Sado
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 巻: 117 号: 12 ページ: 6437-6442
  • DOI: 10.1021/jp311948c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room-temperature proton transport and its effect on thermopower in a solid ionic semiconductor, TTFCOONH4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuka Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 16 号: 16 ページ: 5089-5096
  • DOI: 10.1039/c3ta00011g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Ionics in Supramolecular Assemblies with Channel Structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Makoto Moriya
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 18巻48号 号: 48 ページ: 15305-15309
  • DOI: 10.1002/chem.201202056
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel phosphor for glareless white light-emitting diodes (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Daicho
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3:1132 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/ncomms2138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Orbital Short-Range Order on a Honeycomb-Based Lattice (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nakatsuji, K. Kuga, K. Kimura, R. Satake, N. Katayama, F. Nishibori, H. Sawa, R. Ishii, M. Hagiwara, F. Bridges, T. U. Ito, W. Higemoto, Y. Karaki, M. Halim, A. A. Nugroho, J. A. Rodriguez-Rivera, M. A. Green, C. Broholm
  • 雑誌名: Science 巻: vol. 336 no. 6081 号: 6081 ページ: 559-563
  • DOI: 10.1126/science.1212154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rock-salt of Thermally Contracted Cm with Mobile Lithium Cation inside (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Aoyagi, Yuki Sado, Fiji Nishibori, Hiroshi Sawa, Hiroshi Okada, Hiromi Tobita, Yasuhiko Kasama, Ryo Kitaura, and Hisanori Shinohara
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 51 号: 14 ページ: 3377-3381
  • DOI: 10.1002/anie.201108551
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron-platinum-arsenide superconductors Ca10(PtnAs8)(Fe2-xPtxAs2)5 (2012)
  • 著者名/発表者名: Minoru Nohara, Satomi Kakiya, Kazutaka Kudoa, Yoshihiro Oshiro, Shingo Araki, Tatsuo C.Kobayashi, Kenta Oku, Eiji Nishibori, Hiroshi Sawa
  • 雑誌名: Solid State Communications 巻: 152 号: 8 ページ: 635-639
  • DOI: 10.1016/j.ssc.2011.12.034
  • NAID: 120004873431
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Resolution Synchrotron Studies and Magnetic Properties of Frustrated Antiferromagnets MAl_2S_4 (M=Mn^<2+>, Fe^<2+>, Co^<2+>) (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Menard, R.Ishii, T.Higo, E.Nishibori, H.Sawa, S.Nakatsuji, J.Chan
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 23 号: 12 ページ: 3086-3094
  • DOI: 10.1021/cm200561p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity at 38 K in the iron-based compound with platinum-arsenide layers Ca10(Pt4As8)(Fe2-xPtxAs2)5 (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kakiya, K.Kudo, Y.Nishikubo, K.Oku, E.Nishibori, H.Sawa, T.Yamamoto, T.Nozaka, M.Nohara
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: 9 ページ: 093704-093704
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.093704
  • NAID: 210000109176
  • 査読あり
• [学会発表] 励起子絶縁体候補物質 Ta2NiSe5 の高圧下放射光X線構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中埜彰俊, 片山尚幸, 澤博, 松林和幸, 岡田卓, 上床美也, 宗像孝司, 中尾朗子, 野原実, 髙木英典
  • 学会等名: 日本物理学会 2014 秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 鉄ヒ素平面が三次元的に結合した新しい鉄ヒ化物の発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山尚幸, 澤博, 松林和幸, 上床美也
  • 学会等名: 日本物理学会 2014 秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 鉄系超伝導体 Ca10(Ir4As8)(Fe2As2)5における構造相転移 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山由季，菅原健人, 樋口貴文，片山尚幸，澤博，溝川貴司，工藤一貴，光岡大輔、野原実
  • 学会等名: 日本物理学会 2014 秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 112 型超伝導体 Ca1-xLaxFeAs2 における構造パラメータの x 依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山尚幸, 澤博, 工藤一貴, 野原実
  • 学会等名: 日本物理学会 2014 秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Novel iron based superconductors with arsenic bonding networks as a spacer layer (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Katayama, Yuki Sugiyama, Kento Sugawara, Kazutaka Kudo, Minoru Nohara, Hiroshi Sawa
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron System
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Observation of the spatial distribution of 3d1 electron in RTiO3 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kento Sugawara, Tatsuya Fujii, Naoyuki Katayama, Hiroshi Sawa, Kunihisa Sugimoto, Masaki Takata, Takahisa Arima, Yasujiro Taguchi, Yoshinori Tokura
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron System
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] β-X [Pd(dmit)2]2 (X = Me4N, (FCH2)Me3N)における電子密度分布の精密解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅原健人，伊藤優気，片山尚幸，澤博，野村光城，加藤礼三
  • 学会等名: 日本物理学会2014 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] 112型超伝導体Ca1-xLaxFeAs2の発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山尚幸，杉山由季，菅原健人，澤博，大成誠一郎，工藤一貴，野原実
  • 学会等名: 日本物理学会2014 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] 平面四配位Ir4As8層を持つ鉄系超伝導体Ca10(Ir4As8)(Fe2As2)5の発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 工藤一貴，光岡大輔，高須賀政哉，杉山由季，菅原健人，片山尚幸，澤博，久保宏昭，高森健太，市岡優典，藤井達生，溝川貴司，野原実
  • 学会等名: 日本物理学会2014 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] Yb-Co-X新化合物の物性評価とNMR (2014)
  • 著者名/発表者名: 北川健太郎，岩谷誠，小松健良，西岡孝，片山尚幸，澤博，松林和幸，上床美也
  • 学会等名: 日本物理学会2014 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] Yb-Co-X新化合物の合成と物性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩谷誠，小松健良，西岡孝，片山尚幸，澤博，松林和幸，上床美也，北川健太郎
  • 学会等名: 日本物理学会2014 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] Orbital Degree of Freedom in a Molecular Crystal (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤博
  • 学会等名: 加藤分子物性研究室 セミナー
  • 発表場所: 理化学研究所 加藤分子物性研究室
  • 年月日: 2014-03-23
  • 招待講演
• [学会発表] 放射光Ｘ線回折を用いた精密解析による構造物性研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 澤博
  • 学会等名: 東京大学物性研談話会
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2013-12-26
  • 招待講演
• [学会発表] ビッグデータと仮説形成：複雑系の理解に向けて (2013)
  • 著者名/発表者名: 澤博
  • 学会等名: 第2回NINS Colloquium「自然科学の将来像」
  • 発表場所: ヤマハリゾート つま恋
  • 年月日: 2013-12-17
  • 招待講演
• [学会発表] Charge Density Study of Molecular Orbital Using Synchrotron Radiation X-ray (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi SAWA
  • 学会等名: International School and Symposium on Molecular Materials2013
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2013-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] トポロジカル超伝導体候補物質CuxBi2Se3における放射光X線構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山尚幸，菅原健人，澤博，瀬川耕司，安藤陽一
  • 学会等名: 日本物理学会2013 秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-25 – 2013-09-28
• [学会発表] Ba3CuSb2O9の電子構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉本拓也，溝川貴司，和達大樹，田久保康，A. Damascelli，T. Z. Regier，G. A. Sawatzky，片山尚幸，澤博，木村健太，中辻知
  • 学会等名: 日本物理学会2013 秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-25 – 2013-09-28
• [学会発表] Mott絶縁体RTiO3における3d軌道秩序の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅原健人
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] シンポジウム 「分子性物質におけるゆらぎとコヒーレンス」 趣旨説明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 澤博
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Ba3CuSb2O9単結晶の放射光X線構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山尚幸
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] 放射光による電荷分布解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 澤博
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)(シンポジウム講演)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Spin-orbital short range order in 6H-perovskite Ba3CuSb2O9 (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoru Nakastuji
  • 学会等名: 6th International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2012
  • 発表場所: McMaster University, カナダ
• [学会発表] Structural study of Ba3CuSb2O9 using Synchrotron X-ray Diffraction (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Satake
  • 学会等名: 6th International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2012
  • 発表場所: McMaster University, カナダ
• [学会発表] Ba3CuSb2O9の結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 澤 博
  • 学会等名: 基研研究会「量子スピン系の物理」
  • 発表場所: 京都大学
  • 招待講演
• [学会発表] Charge Density Study of Molecular Conductors (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sawa
  • 学会等名: International Symposium on Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom (MDF2012)
  • 発表場所: サンホテルフェニックス（宮崎）
• [学会発表] 分子性結晶における分子軌道分布の自由度 (2012)
  • 著者名/発表者名: 澤 博
  • 学会等名: 第6回 物性科学領域横断研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 招待講演
• [学会発表] Study of Charge Ordering in Strongly Correlated Molecular Conductor System by Synchrotron Radiation X-ray Diffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sawa
  • 学会等名: 第11回田村記念シンポジウム
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪府)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-04
• [学会発表] Direct Observation of Electronic State of (TMTTF) 2PF6 using SR X-ray Analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sawa
  • 学会等名: Electronic Crystals 2011
  • 発表場所: Cargese Institut Scientifidue (France)(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-19
• [図書] 物質科学の基礎 (2012)
  • 著者名/発表者名: 那須奎一郎
  • 総ページ数: 175
  • 出版者: ＫＥＫ物理学シリーズ 共立出版
• [図書] 大学院講義物理化学第2版III固体の化学と物性(分担執筆:7.1放射光による結晶構造解析) (2012)
  • 著者名/発表者名: 幸田清一郎, 小谷正博, 他編
  • 出版者: 東京化学同人
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.mcr.nuap.nagoya-u.ac.jp/index.html
• [産業財産権] 鉄系超伝導物質及びその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 野原実，工藤一貴,澤博，片山尚幸，細野秀雄，
  • 権利者名: 野原実，工藤一貴,澤博，片山尚幸，細野秀雄，
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-09-26