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2018 年度 実績報告書

スピン操作分子立体配置制御と磁場誘起現象

研究課題

研究課題/領域番号 16H04009
研究機関東京大学

研究代表者

松田 康弘  東京大学, 物性研究所, 准教授 (10292757)

研究分担者 小林 達生  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80205468)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードスピン格子結合 / 磁場誘起相転移 / 磁化プラトー / スピン格子分離 / 固体酸素 / 磁歪
研究実績の概要

(1)固体酸素及びその窒素混合系における、スピン格子相関の解明と磁場誘起相転移について調べるために、ファイバーブラッググレーティング技術を用いた磁歪計測を130 Tまでお超強磁場中で行った。また、10 Tまでの弱磁場領域で発見されたα酸素の負の磁歪について詳細に調べるためにハイブリッド磁石を用いた定常磁場中の実験も計画し、実施した。その結果、αーβ相転移近傍の温度で負の磁歪効果が顕著になることが分かり、現在、その微視的なスピンー格子相関についてスピンフロップ転移との関連について検討している。さらに、磁場中のアニール効果についても調べた。単結晶化には成功しなかったが、磁歪に明らかなアニール効果が観測され、結晶ドメインの制御効果によるものと考えている。これらの成果は1年以内に論文として出版を予定している。
(2)有機スピンラダーBIP-TENOについては、100 Tまでのマイクロ秒の高速強磁場において新規な1/3プラトーが発見され、ミリ秒の磁場掃引では現れないという特異な挙動が明らかになっていた。今年度、この効果が格子のダイナミクスによって支配されていることを明らかにするために、磁場掃引速度を段階的に変化させることが可能なパルス磁場装置を構築した。またそれを用いることで、最高20 Tのパルス磁場においては、パルス幅が約1ミリ秒を閾値として、それよりも長いパルス幅の場合にのみ格子の収縮が観測されることが明らかになった。このことから、発見された1/3プラトーは、高速磁場掃引で磁歪を抑制した準安定格子で出現する新規なスピン秩序であることが明らかとなった。これは有機分子磁性体特有のスピンー格子分離による新規現象であり、論文として出版の準備を行っている。
(3)さらに、スピン格子結合の観点からカゴメ格子スピン系volborthiteについても磁歪計測を行い新規な格子収縮を発見した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Magnetoelastic couplings in the deformed kagome quantum spin lattice of volborthite2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Akihiko、Furukawa Shunsuke、Janson Oleg、Matsuda Yasuhiro H.、Takeyama Shojiro、Yajima Takeshi、Hiroi Zenji、Ishikawa Hajime
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 ページ: 140412(R) 1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.99.140412

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ファイバーブラッググレーティングを用いた高速100MHzひずみ測定装置の構築と超強磁場中スピン格子物性の開拓2019

    • 著者名/発表者名
      池田 暁彦, 松田 康弘
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 54 ページ: 147-157

  • [雑誌論文] Note: Optical filter method for high-resolution magnetostriction measurement using fiber Bragg grating under millisecond-pulsed high magnetic fields at cryogenic temperatures2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Akihiko、Matsuda Yasuhiro H.、Tsuda Hiroshi
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 89 ページ: 096103~096103

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.5034035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 100 MHz high-speed strain monitor using fiber Bragg grating and optical filter applied for magnetostriction measurements of cobaltite at magnetic fields beyond 100 T2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Akihiko、Nomura Toshihiro、Matsuda Yasuhiro H.、Tani Shuntaro、Kobayashi Yohei、Watanabe Hiroshi、Sato Keisuke
    • 雑誌名

      Physica B: Condensed Matter

      巻: 536 ページ: 847~849

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.physb.2017.09.017

    • 査読あり
  • [学会発表] S = 1 スピンラダー物質BIP-TENOにおける高速磁場誘起磁化プラトー2019

    • 著者名/発表者名
      野村和哉, 池田暁彦, 松田康弘, 天谷直樹, 小野俊雄, 細越裕子
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会(2019年)
  • [学会発表] スピン-格子分離現象の解明に向けた磁場のパルス幅を変えた磁歪測定の試み2018

    • 著者名/発表者名
      野村和哉, 池田暁彦, 松田康弘, 天谷直樹, 小野俊雄, 細越裕子
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] Anomalous magnetostriction of solid oxygen2018

    • 著者名/発表者名
      池田暁彦, 清水歩美, 松田康弘, 松尾晶, 野村肇宏, 小林達生, 津田浩
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] Origin of negative magnetostriction in volborthite:a deformed Kagome quantum spin lattice2018

    • 著者名/発表者名
      池田暁彦, Janson Oleg, 松田康弘, 嶽山正二郎, 矢島健, 広井善二, 石川孟
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [備考]

    • URL

      http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/y._matsuda_group.html

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公開日: 2019-12-27  

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