電子スピン共鳴の禁制遷移を利用したスピンギャップ観測の数値的解析とその応用

• 研究課題/領域番号: 25K07229
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 坂井 徹 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (60235116)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2027年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2026年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 量子スピン系 / スピンギャップ / 電子スピン共鳴 / 量子スピン液体

研究開始時の研究の概要

近年注目されるトポロジカル物質を特徴づけるスピンギャップと呼ばれるエネルギーギャップは、中性子散乱が最も有効な観測方法であるが、大掛かりな実験となることから、超強磁場や超高圧のような極限環境下での観測は困難である。一方、磁気励起の簡易な観測法として、電子スピン共鳴（ESR)があるが、スピンギャップはスピン量子数が異なる状態間の遷移であるため、スピンの保存則により、従来のESRでは禁制遷移となっている。しかし、スピンの保存則を破る相互作用がある場合には、これが許容遷移となり、極限環境下での観測が可能となる。本研究では、このような場合のESR選択則を求め、ESRによるスピンギャップ観測を目指す。