スピン液体-金属相転移の圧力制御によるスピン液体相の解明

• 研究課題/領域番号: 25400384
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 宇治 進也 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 副拠点長 (80344430)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: スピン液体 / 磁気トルク / 磁化率 / 三角格子 / 有機磁性体 / 磁化 / スピン / 反強磁性 / 層状有機導体

研究成果の概要

スピンS=1/2の２次元三角格子に出現する特殊なスピン状態、スピン量子液体状態を解明するために、k型の有機磁性体の磁性を詳細に調べた。k-(BDH-TTP)2FeX4 の磁性を詳細に測定し、磁気トルク解析手法を確立した。k-H-3(Cat-EDT-TTF)2では、極低温領域まで磁化率が一定となる、スピン液体状態にあることを明らかにした。k-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3は、低磁場・低温で磁化率が発散する量子臨界現象を示すことを見出した。また、この物質が0.5GPaの高圧で金属的な伝導を示すことを確認したが極低温強磁場中でも量子振動は観測できなかった。

研究成果

• [国際共同研究] 国立強磁場研究所/アルゴンヌ国立研究所(米国)
• [雑誌論文] Anisotropic magnetoresistance of charge-density wave in o-TaS3 (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Inagaki, T. Matsuura, M. Tsubota, S. Uji, T. Honma, and S. Tanda
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 93 号: 7
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.075423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vortex Dynamics and Diamagnetic Torque Signals in Two Dimensional Organic Superconductor λ-(BETS)2GaCl4 (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Uji, K. Kodama, K. Sugii, T. Terashima, T. Yamaguchi, N. Kurita, S. Tsuchiya, T. Konoike, M. Kimata, A. Kobayashi, B. Zhou, and H. Kobayashi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 号: 10 ページ: 104709-104709
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.104709
  • NAID: 210000133707
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In-Plane Anisotropy of Upper Critical Field and Flux-Flow Resistivity in Layered Organic Superconductor β”-(ET)2SF5CH2CF2SO3 (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Yasuzuka, S. Uji, T. Terashima, K. Sugii, T. Isono, Y. Iida, and J. A. Schlueter
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 84 号: 9 ページ: 094709-094709
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.094709
  • NAID: 210000133679
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phase Boundary in a Superconducting State of κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2: Evidence of the Fulde–Ferrell–Larkin–Ovchinnikov Phase (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tsuchiya, J. Yamada, K. Sugii, D. Graf, J. S. Brooks, T. Terashima, and S. Uji
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 号: 3 ページ: 034703-034703
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.034703
  • NAID: 210000133478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gapless Quantum Spin Liquid in an Organic Spin-1/2 Triangular Lattice kappa-H3(Cat-EDT-TTF)2 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Isono et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 112 号: 17 ページ: 177201-177201
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.177201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Torque Studies of πーd System κ-(BDH-TTP)2FeX4 (X = Br, Cl) (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sugii, K. Takai, S. Tsuchiya, S. Uji, T. Terashima, H. Akutsu, A. Wada, S. Ichikawa, J. Yamada, and T. Enoki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 2 ページ: 023704-023704
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.023704
  • NAID: 210000132939
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-Plane Anisotropy of Flux-Flow Resistivity in Layered Organic Superconductor BETS/GaCl4 (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yasuzuka, S. Uji, T. Terashima, S. Tsuchiya, K. Sugii, B. Zhou, A. Kobayashi, H. Kobayashi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 1 ページ: 13705-13705
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.013705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Orbital Resonance Hall Effect in (TMTSF)2ClO4 (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kobayashi, H. Satsukawa, J. Yamada, T. Terashima, and S. Uji
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 112 号: 11
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.116805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orbital Effect on FFLO Phase and Energy Dissipation due to Vortex Dynamics in Magnetic-Field-Induced Superconductor λ-(BETS)_2FeCl_4 (2013)
  • 著者名/発表者名: S . Uji, K. Kodama, K.Sugii, T. Terashima, T. Yamaguchi, N. Kurita, S. Tsuchiya, M. Kimata, T. Konoike, A. Kobayashi, B. Zhou, H. Kobayashi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82 号: 3 ページ: 34715-34715
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.034715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kosterlitz-Thouless-type transition in a charge ordered state of the layered organic conductorα-(BEDT-TTF)_2I_3, S. Uji (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Uji, K. Kodama, K. Sugii, Y. Takahide, T. Terashima, N. Kurita, S. Tsuchiya, M. Kohno, M. Kimata, K. Yamamoto, and K. Yakushi
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 110 号: 19 ページ: 196602-196602
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.196602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi Surface of the Dual-Layered Organic Superconductor ka2'-(BEDT-TTF)2Ag(CF3)4(TCE) with Acentric Charge-Ordered Layers (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamoto, T. Mori, T. Terashima, S. Uji, and J. A. Schlueter
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 号: 2 ページ: 24704-24704
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.024704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluctuating Superconductivity in the Strongly Correlated Organic Superconductor κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br (2013)
  • 著者名/発表者名: S . Tsuchiya, J. Yamada, T. Terashima, N. Kurita, K. Kodama, K. Sugii, and S. Uji
  • 雑誌名: J. Phys.Soc. Jpn. 巻: 82 号: 6 ページ: 64711-64711
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.064711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure and Physical Properties of π-d System κ-(BDH-TTP)2FeBr4 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sugii, K. Takai, S. Uji, T. Terashima, H. Akutsu, A. Wada, S. Ichikawa, J. Yamada, and T. Enoki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 号: 12 ページ: 124709-124709
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.124709
  • NAID: 210000132553
  • 査読あり
• [学会発表] β”-(BEDT-TTF)4[(H3O)X(C2O4)3]Y, X=Ga,Fe Y=Nitrobenzeneの強磁場電子状態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宇治進也、飯田頼嗣、杉浦栞理、磯野貴之、菊川直樹、寺嶋太一、圷広樹、中澤康浩、P. Day
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] High-magnetic-field superconducting phase in layered charge-transfer salts (2015)
  • 著者名/発表者名: 宇治進也、杉井かおり、土屋聡、磯野貴之、杉浦栞理、津田俊輔、菊川直樹、寺嶋太一、H. Akutsu、J. Yamada、D. Graf、P. Day
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: Honolulu convention center, Hawaii、アメリカ
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 有機超伝導体の強磁場物性：フェルミオロジーから磁場誘起超伝導，FFLO状態まで (2015)
  • 著者名/発表者名: 宇治進也
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Hall resistance anomalies in two dimensional organic conductor a-(BED-TTF)2KHg(SCN)4 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宇治進也、杉井かおり、磯野貴之、寺嶋太一、K. Kobayashi、J. Yamada
  • 学会等名: ISCOM2015
  • 発表場所: Monarch Hotel & Convention Center ,Bad Gogging,ドイツ
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] κ-(BEDT-TTF)_2_Cu(NCS)_２_の磁束状態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤井友紀、宇治進也、磯野貴之、寺嶋太一、山田順一
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 低温磁気トルクから見たk-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3の量子スピン液体状態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯野貴之、寺嶋太一、宮川和也、鹿野田一司、宇治進也
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 量子スピン液体状態における磁気熱量効果： k-H3(Cat-EDT-TTF)2の場合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 磯野貴之、寺嶋太一、上田顕、森初果、宇治進也
  • 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] a-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4の角度依存ホール抵抗振動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉井かおり、磯野貴之、寺嶋太一、宇治進也
  • 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] Is FFLO phase a Universal Feature in I-(BETS)2FexGa1-xC14? (2013)
  • 著者名/発表者名: 宇治 進也
  • 学会等名: ISCOM2013
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 招待講演
• [学会発表] Kosterlitz-Thouless Transion in Charge Ordered States of Two Dimensional Organic Conductors (2013)
  • 著者名/発表者名: 宇治 進也
  • 学会等名: International School and Symposium on Molecular Materials, ISSMM
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 招待講演
• [学会発表] メゾスコピック超伝導体におけるボルテックスダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 宇治 進也
  • 学会等名: 超伝導体における渦糸状態の物理と応用
  • 発表場所: 東北大学
• [図書] 分子性物質の物理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宇治進也
  • 総ページ数: 21
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] アグネ技術センター (2014)
  • 著者名/発表者名: 宇治進也
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: 層状分子性結晶における新奇超伝導相
• [図書] アグネ技術センター (2014)
  • 著者名/発表者名: 層状分子性結晶の電荷励起に見るコスタリッツ-サウレス転移的振る舞い
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 宇治進也