研究領域 | 量子液晶の物性科学 |
研究課題/領域番号 |
22H04484
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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 |
審査区分 |
理工系
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研究機関 | 早稲田大学 |
研究代表者 |
勝藤 拓郎 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00272386)
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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 |
交付 (2023年度)
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配分額 *注記 |
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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 | 軌道自由度 / 超構造 / 軌道液晶 / 電子液晶 / スローダイナミクス |
研究開始時の研究の概要 |
近年、軌道とスピンの結合に由来する秩序相と無秩序相の間の大きな界面エネルギーを用いることにより、軌道秩序相と無秩序相が共存した「柔らかい」構造をつくることができることが明らかにされた。こうしたもとの結晶の周期構造とは関係のない超構造に、異方性を導入することによって電子液晶状態を作り出すのが本研究の目的である。
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研究実績の概要 |
(1) スピネル型MnV2O4は50Kでフェリ磁性転移と,a>cの正方晶への構造相転移を伴う軌道整列を起こすことが知られている。一方CoV2O4は170Kでフェリ磁性転移を起こし,それ以下の温度でc>aの磁歪を示し,温度低下とともにa>cの磁歪に連続的に変化することが知られている。これらは,MnV2O4の構造相転移からCoV2O4へのネマティック転移への変化と考えることができる。この2つの転移の関係を探るためにCo1-xMnxV2O4の単結晶を作製し,歪と磁化の測定を行った。その結果,x=0.6付近で一次転移的な構造相転移が発生し,それがネマティック転移から構造相転移への転移であることを見出した。さらにx<0.6ではc>aからa>cへの磁歪の連続変化が存在し,a=cとなる温度で磁化のピークが現れることを見出した。 (2) 2次元磁性体であるLa5Mo4O16は200Kに面内でフェリ磁性,面間で反強磁性であるが,1T以下の弱磁場で面間方向が強磁性にメタ磁性転移する。このメタ磁性転移に際して,低温で特徴的なスローダイナミクスを示すことが明らかになっている。この物質のMoサイトをMn, Fe, Coで置換した単結晶を作製し,メタ磁性転移のスローダイナミクスを調べた。その結果,置換に寄らず,1000程度の数のスピンが集団的に運動していることが明らかになった。 (3) 直線偏光を持つパルスレーザーによる光誘起によって物質に異方性を誘起する光誘起ネマティック状態の探索を行っている。1.7eV付近にシャープなd-d遷移によるピークを持ち,大きな光誘起反射率変化を起こす六方晶YMnO3に関して,a方向の直線偏光で励起してa方向の直線偏光でプローブした場合と,ab面内でa方向に垂直方向の直線偏光でプローブした場合を比較したが,0.1ps~1000psの時間スケールで違いは確認できなかった。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
スピネル型V酸化物のネマティック転移の研究が順調に進んでおり,またMo酸化物のスローダイナミクスの研究が順調に進んでいる。
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今後の研究の推進方策 |
(1) スピネル型V酸化物のネマティック-構造相転移について,さらに研究を進める。特にc>aからa>cへの変化に伴う新奇な異常物性の探索とそのメカニズムの解明に努める。 (2) La5Mo4O16のスローダイナミクスについて,そのMn, Fe, Co依存性についてより系統的な研究を進める (3) Ba-V-O系の軌道整列に伴う核生成-核成長を用いて,磁気相の液晶的振舞いを探る。
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