量子液晶の精密計測

2023 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 量子液晶の物性科学
• 研究課題/領域番号: 19H05824
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 花栗 哲郎 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (40251326)
• 研究分担者: 佐藤 卓 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70354214) ; 笠原 成 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (10425556) ; 芝内 孝禎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00251356) ; 清水 康弘 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (00415184) ; 廣理 英基 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00512469) ; 和達 大樹 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (00579972)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2024-03-31
• キーワード: 量子液晶 / 走査型トンネル顕微鏡 / 熱・輸送特性 / 中性子散乱・回折 / 核磁気共鳴 / X線分光 / 超高速分光

研究成果の概要

量子液晶の科学の体系化に資する、量子液晶の構造・素励起・ダイナミクスに関する質の高い実験データ取得を目標に研究を行った。各班員が有する様々な精密物性計測技術を糾合し、量子液晶の代表的な三つの形態である電荷液晶・スピン液晶・電子対液晶を班全体で包括した研究を展開した。また、新奇量子液晶探索、新計測技術開発を行った。その結果、鉄系超伝導体・キタエフ量子スピン系を中心に量子液晶の理解が大きく進み、トポロジカル量子物性などの周辺分野との関係が明らかになりつつある。また、分光イメージング測定、熱輸送・比熱測定、超高速測定などの実験技術を大きく進展させることができた。

自由記述の分野

物性実験

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、独立に研究されてきた電荷液晶・スピン液晶・電子対液晶を「量子液晶」という統一した概念の元で捉えなおすことで、様々な実験データを見通しよく解釈することが可能になった。本研究は、試料作製・計測・理論構築で構成される物性科学の一連のフィードバックプロセスのハブとして機能し、新しい物質観の獲得に貢献した他、新技術開発を通して物性科学の未知分野開拓の可能性を広げることができた。