有機物質で実現するスピン液体におけるトポロジカル秩序の追求とエッジ状態の検出

• 研究課題/領域番号: 23684025
• 研究種目: 若手研究(A)
• 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: 伊藤 哲明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (50402748)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 29,640千円 (直接経費: 22,800千円、間接経費: 6,840千円); 2012年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2011年度: 21,710千円 (直接経費: 16,700千円、間接経費: 5,010千円)
• キーワード: 分子性固体・有機導体 / スピン液体

研究概要

三角格子有機物質EtMe_3Sb[Pd(dmit)2]2において、基底状態において磁気秩序のないスピン液体状態が生じていることを確定させた。さらにこの物質においては1K近辺でNMRスピン‐格子緩和率に異常が生じるが、この異常が確かにスピン液体波動関数の本質的な振る舞いを反映していると結論づけることに成功した。このような異常が生じるシナリオの一つとしてカイラルスピン液体のようなトポロジカル秩序化が考えられるが、トポロジカル構造を持つ系に普遍的に存在するエッジ構造は検出されず、このようなシナリオに対しては否定的な結果が得られた。
また、このスピン液体に対し、カチオン混晶化・加圧という2つの方法で系のパラメーターを変化させ、このスピン液体状態の安定性の議論を行い、また、スピン液体状態が消失するときにどのような電子状態が現れるかを明らかとした。

研究成果

• [雑誌論文] Nuclear magnetic resonance of the inequivalent carbon atoms in the organic spin-liquid material EtMe3P[Pd(dmit)_2]_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Itou, K. Yamashita, M. Nishiyama, A .Oyamada, S. Maegawa, K. Kubo and R. Kato
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: Vol.84 号: 9 ページ: 94405-94405
  • DOI: 10.1103/physrevb.84.094405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ground state of the organic spin-liquid material EtMe_3P[Pd(dmit)_2]_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Itou, A. Oyamada, S. Maegawa and R. Kato
  • 雑誌名: J.of Phys. : Conf.Ser. 巻: Vol.320 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1088/1742-6596/320/1/012033
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR study of quantum spin liquid and its phase transition in the organic spin 1/2 triangular lattice antiferromagnet EtMe_3P[Pd(dmit)_2]_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Maegawa, T. Itou, A. Oyamada and R. Kato
  • 雑誌名: J.of Phys : Conf.Ser. 巻: Vol.320 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/320/1/012032
  • 査読あり
• [学会発表] 量子スピン液体物質EtMe_3Sb[Pd(dmit)_2]_2の圧力下13^C-NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺恵里
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Spin liquid, superconductivity, and Mott transition observed in the triangular-lattice organic system X[Pd(dmit)_2]_2 (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Itou
  • 学会等名: QS2C Theory Forum: International Symposium on "Strongly Correlated Quantum Science"
  • 発表場所: University of Tokyo (Tokyo,Japan)
  • 年月日: 2013-01-27
• [学会発表] Spin liquid state in EtMe3Sb[Pd(dmit)_2]_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Itou
  • 学会等名: studied by <13>^C-NMR measurementsTokyo workshop on spin/charge liquids near ordering
  • 発表場所: University of Tokyo (Tokyo, Japan)
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Quantum Spin Liquid State in the Triangular-Lattice Mott Insulator (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Itou
  • 学会等名: Observed by <13>^C-NMR International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2012
  • 発表場所: The Hyatt Regency Atlanta (Atlanta,America)
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Low energy magnetic excitation in the organic spin liquid material EtMe_3Sb[Pd(dmit)_2]_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Itou
  • 学会等名: observed by <13>^C-NMR International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2012
  • 発表場所: McMaster University (Hamilton, Canada)
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] 二次元面平行ないし面垂直の印加磁場下におけるEtMe_3Sb[Pd(dmit)_2]_2の単結晶13C-NMR (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤哲明
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] (Me_4Sb)_x(EtMe_3Sb)_1-x[Pd(dmit)_2]_2混晶系の13^C-NMR (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺恵里
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] NMRによるフラストレート三角格子X[Pd(dmit)_2]_2系における新奇磁性・超伝導の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤哲明
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会2011年度若手奨励賞受賞記念講演
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] NMRによるフラストレート三角格子X[Pd(dmit)_2]_2系における新奇磁性・超伝導の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤哲明
  • 学会等名: 研究会:金属dmit錯体による磁性・伝導性研究の最前
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉)
  • 年月日: 2011-05-13
• [学会発表] 量子スピン液体物質EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2の圧力下13C-NMR
  • 著者名/発表者名: 渡辺恵里
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学（広島県）
• [学会発表] Spin liquid, superconductivity, and Mott transition observed in the triangular-lattice organic system X[Pd(dmit)2]2
  • 著者名/発表者名: T. Itou
  • 学会等名: QS2C Theory Forum: International Symposium on “Strongly Correlated Quantum Science”
  • 発表場所: University of Tokyo (Tokyo, Japan)
• [学会発表] Spin liquid state in EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 studied by 13C-NMR measurements
  • 著者名/発表者名: T. Itou
  • 学会等名: Tokyo workshop on spin/charge liquids near ordering
  • 発表場所: University of Tokyo (Tokyo, Japan)
  • 招待講演
• [学会発表] Quantum Spin Liquid State in the Triangular-Lattice Mott Insulator EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 Observed by 13C-NMR
  • 著者名/発表者名: T. Itou
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2012
  • 発表場所: The Hyatt Regency Atlanta (Atlanta, America)
• [学会発表] Low energy magnetic excitation in the organic spin liquid material EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 observed by 13C-NMR
  • 著者名/発表者名: T. Itou
  • 学会等名: International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2012
  • 発表場所: McMaster University (Hamilton, Canada)
• [学会発表] 二次元面平行ないし面垂直の印加磁場下におけるEtMe3Sb[Pd(dmit)2]2の単結晶13C-NMR
  • 著者名/発表者名: 伊藤哲明
  • 学会等名: 日本物理学会 第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学 (兵庫県）
• [学会発表] (Me4Sb)x(EtMe3Sb)1-x[Pd(dmit)2]2混晶系の13C-NMR
  • 著者名/発表者名: 渡辺恵里
  • 学会等名: 日本物理学会 第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学 (兵庫県）
• [学会発表] NMRによるフラストレート三角格子X[Pd(dmit)2]2系における新奇磁性・超伝導の研究
  • 著者名/発表者名: 伊藤哲明
  • 学会等名: 日本物理学会 2011年秋季大会 2011年度若手奨励賞受賞記念講演
  • 発表場所: 富山大学 (富山）
  • 招待講演
• [学会発表] NMRによるフラストレート三角格子X[Pd(dmit)2]2系における新奇磁性・超伝導の研究
  • 著者名/発表者名: 伊藤哲明
  • 学会等名: 研究会：金属 dmit 錯体による磁性・伝導性研究の最前線
  • 発表場所: 理化学研究所 (埼玉）
• [備考] 相関環境学専攻の伊藤哲明助教が第5回（2011年）日本物理学会若手奨励賞を受賞
  • URL: http://www.h.kyoto-u.ac.jp/jinkan/topics/2011/04/52011.php