有機磁性体における多重量子液体相の探索

• 研究課題/領域番号: 25620052
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 磯野 貴之 独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導物性ユニット, NIMSポスドク研究員 (70625631)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 量子スピン液体 / 磁気トルク / 有機固体 / スピンフラストレーション / 複合物性 / 量子常誘電 / 強相関電子系 / 分子性固体

研究成果の概要

三角格子有機磁性体の量子スピン液体状態における磁気励起構造を系統的に理解することを目的とし、kappa-H_3(Cat-EDT-TTF)_2、およびkappa-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3の磁気トルク測定を行った。その結果、三角格子有機磁性体における量子スピン液体状態では、磁化率が低温で温度に依存しない有限の値を示すことを突き止めた。さらに、物質間での比較から、その磁化率の値が反強磁性的交換相互作用の大きさの逆数でスケールされるという共通の性質を明らかにした。

研究成果

• [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] Hydrogen-Bond-Dynamics-Based Switching of Conductivity and Magnetism: A Phase Transition Caused by Deuterium and Electron Transfer in a Hydrogen-Bonded Purely Organic Conductor Crystal (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ueda, S. Yamada, T. Isono, H. Kamo, A. Nakao, R. Kumai, H. Nakao, Y. Murakami, K. Yamamoto, Y. Nishio, and H. Mori
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 136(34) 号: 34 ページ: 12184-12192
  • DOI: 10.1021/ja507132m
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Uniaxial Strain Effect of the Moderately Dimerized Molecular Conductor β-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishida, T. Isono, A. Ueda, and H. Mori
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem. 巻: 2014 号: 24 ページ: 3845-3849
  • DOI: 10.1002/ejic.201402463
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 電子とプロトンが協奏する新しい分子機能性結晶の展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森初果，上田顕，磯野貴之
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 49 ページ: 147-158
  • 査読あり
• [学会発表] 低温磁気トルクから見たkappa-(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2015年年次大会
  • 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：kappa-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年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Frustrated Magnetic Order in the Organic Spin-1/2 Square Lattice beta-(BDA-TTP)2I3 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Isono, T. Terashima, K. Kikuchi, J. Yamada, and S. Uji
  • 学会等名: International Conferences of Strongly Correlated Electron System (SCES2014)
  • 発表場所: フランス
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Anomalous Antiferromagnetic Order in the Organic Mott Insulator beta-(BDA-TTP)2I3 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Isono, T. Terashima, K. Kikuchi, J. Yamada, and S. Uji
  • 学会等名: International Conferences on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM2014)
  • 発表場所: フィンランド
  • 年月日: 2014-06-30 – 2014-07-05
• [学会発表] Gapless Quantum Spin Liquid in an Organic Spin-1/2 Triangular Lattice kappa-H3(Cat-EDT-TTF)2
  • 著者名/発表者名: T. Isono, H. Kamo, A. Ueda, K. Takahashi, M. Kimata, H. Tajima, S. Tsuchiya, T. Terashima, S. Uji, and H. Mori
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2013)
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
• [学会発表] 低温磁気トルクから見た有機三角格子における 量子スピン液体の普遍性
  • 著者名/発表者名: 磯野貴之，加茂博道，上田 顕，高橋一志，木俣 基，田島裕之， 土屋 聡，寺嶋太一，宇治進也，森 初果
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
• [学会発表] 低温磁気トルクから見た圧力誘起超伝導体beta-(BDA-TTP)2X系における特異な磁気秩序
  • 著者名/発表者名: 磯野貴之，寺嶋太一，菊地耕一，山田順一，宇治進也
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] ダイマーモット系kappa-D3(Cat-EDT-TTF)2における水素結合由来の電荷秩序化
  • 著者名/発表者名: 山田翔太，上田顕，磯野貴之，李相哲，加茂博道，中尾朗子，熊井玲児，中尾裕則，村上洋一，吉澤英樹，西尾豊，田嶋尚也，梶田晃示，森初果
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
• [学会発表] kappa-D3(Cat-EDT-TTF)2における重水素置換効果
  • 著者名/発表者名: 山田翔太，上田顕，磯野貴之，吉田順哉，中尾朗子，熊井玲児，中尾裕則，村上洋一，吉澤英樹，西尾豊，田嶋尚也，梶田晃示，森初果
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] 超伝導と電荷秩序が競合する分子性導体beta-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6の一軸性圧縮効果
  • 著者名/発表者名: 西田容平，磯野貴之，上田顕，森初果
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] beta''-(BEDT-TTF)4[(H3O)X(C2O4)]Y,X=Ga Y=Nitrobenzeneにおける異方的超伝導
  • 著者名/発表者名: 飯田頼嗣，杉井かおり，磯野貴之，菊川直樹，津田俊輔，寺嶋太一，圷広樹，山田順一，中辻愼一，Peter Day，宇治進也
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス