| 研究領域 | 量子液晶の物性科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04458
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
井原 慶彦 北海道大学, 理学研究院, 講師 (80598491)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | カゴメ遍歴磁性体 / 核磁気共鳴分光 / パルス強磁場 / 核磁気共鳴 / 強磁場 / 強磁場物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
カゴメ反強磁性体は幾何学フラストレーションの効果により局在磁気モーメントが秩序化できず、特異な量子基底状態が出現するため量子磁性の観点から盛んに研究が行われてきた。一方で、カゴメ金属では近年超伝導が発見され一躍注目を集めている。本研究では磁性と伝導性を併せ持つカゴメ遍歴磁性体に注目し、その量子基底状態を解明する。さらに構造歪、または強大な外部磁場により強制的に対称性の低下を引き起こし、部分的な対称性低下により出現する量子液晶状態の探索を行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究では結晶構造にカゴメネットワークを持ちながら、金属的な伝導を示す磁性体に見られる特異な量子現象を磁場により制御し、磁場中磁気状態を明らかにすることを目指した実験を行ってきた。研究初年度では低磁場における核磁気共鳴分光実験により研究対象とするカゴメ遍歴磁性体では非常に低い温度まで磁気秩序が見られないことを明らかにした。研究計画2年目となる本年度は、さらに高い磁場中でのミクロな磁気状態を明らかにするため、試料の質を改善した後、引き続き核磁気共鳴分光実験を行った。特に、カゴメ金属ではフラットバンド・ディラック分散、ファンホーブ点という特徴的なバンド構造を持つことに着目し、複数の原子核サイトを測定対象とすることで、低エネルギー励起の波数依存性に関する情報を引き出した。これまでの単結晶試料では、核磁気共鳴スペクトルの分解能が低かったため、サイトごとの選択的計測が困難であったが、試料の質が改善されたことにより、明確なサイト同定が可能となり、これにより各サイトでの核スピン－格子緩和測定を実現した。その結果、カゴメ金属特有の金属バンドに起因すると考えられる異常を観測し、さらにその磁場変化の観測に成功した。バンドに依存した以上は、電気抵抗率測定などのバルク測定からだけでは特定が困難であり、本研究による実験結果がその起源を解き明かす重要な鍵となる。今後は、さらに高い磁場中での磁気物性変化を追究すると共に、本研究で明らかとなった以上がバルク物性に与える影響を解明していく。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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