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2009 年度 自己評価報告書

スピン・電荷・格子複合系における幾何学的フラストレーションと機能

計画研究

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研究領域フラストレーションが創る新しい物性
研究課題/領域番号 19052008
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京農工大学 (2010-2011)
独立行政法人理化学研究所 (2007-2009)

研究代表者

香取 浩子  独立行政法人理化学研究所, 高木磁性研究室, 専任研究員 (10211707)

研究期間 (年度) 2007 – 2011
キーワードフラストレーション / 磁気秩序 / スピン液体状態 / 磁場誘起相転移
研究概要

本研究は幾何学的フラストレーションを内在する物質において自由度の複雑な絡み合いの結果生じる新機能・物性、特にスピン・軌道複合液体状態やスピン・電荷複合液体状態、それに付随する機能を発掘することを目指している。フラストレーションを内在する物質では巨視的な縮重度が低温まで残るが、2つ以上の自由度が結合することで系は縮重を解き、秩序化に至る。しかし、自由度の結合によるフラストレーション抑制は微妙なバランスの上に成り立っているため、通常の秩序系に比べて電場・磁場などの外場に対する応答が非常に顕著である。このような自由度の絡み合いと「やわらかさ」の協奏現象が本研究のターゲットである。多自由度フラストレート系から巨大応答機能を発信することが最終目的である。
本研究では、申請者らがこれまで手がけてきたスピン-格子結合系の研究を推進すると同時に、スピン-軌道結合系、スピン-電荷結合系を重点課題として、多自由度フラストレート系の機能開拓をさらに展開させたい。スピン-格子結合系では巨大磁歪や負の熱膨張を示す物質の設計、スピン-軌道結合系では、LiNiO_2を含む関連層状化合物中にエキゾチックな軌道自由度の液体状態(スピン・軌道複合液体状態)を探索する。一方、スピン-電荷結合系では、重い電子系酸化物LiV2O_4を含む関連物質中にエキゾチックな電荷・スピン複合液体状態を探索し、巨大熱起電力特性を見出したい。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Imperfect Crystal and Unusual Semiconductor: Boron, a Frustrated Element2009

    • 著者名/発表者名
      T. Ogitsu, F. Gygi, J. Reed, Y. Motome, E. Schwegler, G. Galli
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 131

      ページ: 1903-1909

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase- sensitive observation of a spin-orbital Mott state in Sr2IrO42009

    • 著者名/発表者名
      B.J. Kim, H. Ohsumi, T. Komesu, S. Sakai, T. Morita, H. Takagi, T. Arima
    • 雑誌名

      Science 323

      ページ: 1329-1332

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Crystal Structure and Magnetic Properties of Bi3Mn4O12(NO3) Oxynitrate Comprising S=3/2 Honeycomb Lattice2009

    • 著者名/発表者名
      O. Smirnova, M. Azuma, N. Kumada, Y. Kusano, M. Matsuda, Y. Shimakawa, T. Takei, Y. Yonesaki, N. Kinomura
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 131

      ページ: 8313-8317

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frustrated minority spins in GeNi2O42008

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuda, J.-H. Chung, S. Park, T.J. Sato, K. Matsuno, H. Aruga Katori, H. Takagi, K. Kakurai, K. Kamazawa, Y. Tsunoda, I. Kagomiya, C.L. Henley, S.-H. Lee
    • 雑誌名

      Europhys. Lett. 82

      ページ: 37006/1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-Liquid State in the S=1/2 Hyperkagome Antiferromagnet Na4Ir3O82007

    • 著者名/発表者名
      Y. Okamoto, M. Nohara, H. Aruga Katori, H. Takagi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 99(13)

      ページ: 137207/1-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Frustrated S=3/2 Honeycomb Antiferromagnet Bi3Mn4O12(NO3)2009

    • 著者名/発表者名
      M. Azuma, O. Smirnova, Y. Shimakawa, N. Kumada, M. Matsuda, M. Motome
    • 学会等名
      6th International Conference on Magnetism, Superconductivity and Phase Transitions in Novel and Complex Materials
    • 発表場所
      Fortune Park Panchwati, Kolkata
    • 年月日
      2009-11-12
  • [学会発表] フラストレート磁性体の中性子散乱2009

    • 著者名/発表者名
      松田雅昌
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] スピネル化合物GeFe2O4の磁性2009

    • 著者名/発表者名
      香取浩子, 林浩嗣, 本多善太郎, 高木英典
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] Spin Liquid State in S=1/2 Hyper-Kagome Antiferromagnet Na4Ir3O82008

    • 著者名/発表者名
      H. Takagi
    • 学会等名
      Highly Frustrated Magnetism
    • 発表場所
      Braunschweig, Germany(招待講演)
    • 年月日
      2008-09-09
  • [学会発表] Magnetic Fluctuations in the Hubbard Model on Kagome-based Frustrated Lattices2008

    • 著者名/発表者名
      M. Udagawa, Y. Motome
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana, USA
    • 年月日
      2008-03-13
  • [産業財産権] BiMnO3結晶の合成方法及びBiMnO3結晶合成用の組成物2007

    • 発明者名
      東正樹、山田幾也
    • 権利者名
      独立行政法人科学技術振興機構
    • 産業財産権番号
      特許・第4034139号
    • 取得年月日
      2007-11-02

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公開日: 2011-06-18   更新日: 2016-04-21  

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