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2018 年度 実績報告書

多軌道電子系における遍歴と局在の狭間に現れる新奇量子相の探究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04012
研究機関名古屋大学

研究代表者

伊藤 正行  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (90176363)

研究分担者 小林 義明  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (60262846)
清水 康弘  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (00415184)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード多軌道電子系 / スピン軌道相互作用 / 高圧核磁気共鳴実験 / 鉄系超伝導体 / ネマティック揺らぎ / ネマティック秩序 / レニウム酸化物 / 励起子絶縁体
研究実績の概要

本研究では、多軌道d電子系とその関連物質を対象に、主たる測定手段として核磁気共鳴(NMR)法を用いて、遍歴と局在の狭間に現れる新奇物性の解明を目指した研究を進めた。本年度は、特に、鉄系超伝導体、レニウム酸化物、励起子絶縁体に関して、以下の結果を得た。1.鉄系超伝導体FeSeの高圧下の新奇物性を調べるために、約6GPaまでの高圧NMR実験を行った。その結果、常圧下の正方晶相でSe核のナイトシフトにc面内異方性が存在すること、さらに、この面内異方性は高圧下の正方晶相でも存在することを見出した。この異方性は、キュリーワイス型の温度変化を示すことから、FeSeの正方晶相では強いネマティック揺らぎが存在しており、内部応力などによって、局所的なネマティック秩序が誘起されたと考えられる。2.レニウム酸化物は、強いスピン軌道相互作用を持つ5d電子系を持っており、新奇物性が期待される。そのようなレニウム酸化物の1つとしてSr7Re4O19をとりあげた。帯磁率と電気抵抗の測定結果は、208Kで、金属絶縁体転移を伴い、常磁性状態から非磁性状態に転移することを示しており、この転移は電荷密度波に起因する可能性があることを指摘した。3.励起子絶縁体候補物質Ta2NiSe5は、約3GPaで層間がスライドする構造相転移を起こす。高圧下のNMR実験を行い、Se核のNMRスペクトルの変化からこの構造相転移を観測した。また、核スピン格子緩和率の温度変化を測定した結果、約3GPa以下では励起子絶縁体転移に伴う異常が観測されないが、約3GPa以上の圧力域では、励起子絶縁体転移に伴う異常が観測された。4.励起子絶縁体候補物質1T-TiSe2の単結晶試料を用いたNMR実験を行い、約200K以下で生じる構造変化に伴うNMRスペクトルの分裂と異方性を観測した。

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

    (15件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] In-plane anisotropy of the electric field gradient in Ba(Fe1-xCox)2As2 observed by 75As NMR2018

    • 著者名/発表者名
      M. Toyoda, A. Ichikawa, Y. Kobayashi, M. Sato, and M. Itoh
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 97 ページ: 174507/1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.174507

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local structure study of the iron-based systems of BaFe2As2 and LiFeAs by X-ray PDF and XAFS analyses2018

    • 著者名/発表者名
      S. Li, M. Toyoda, Y. Kobayashi, M. Itoh, K. Ikeuchi, Y. Yoneda, A. Otani, D. Matsumura, S. Asano, J. Mizuki, and M. Sato
    • 雑誌名

      Physica C: Superconductivity and its applications

      巻: 555 ページ: 45-53

    • DOI

      10.1016/j.physc.2018.10.003

    • 査読あり
  • [学会発表] 77Se-NMRから見た鉄系超伝導体FeSeの圧力による電子状態の変化2019

    • 著者名/発表者名
      小林大将, 小林義明, 伊藤正行
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 77Se-NMRからみた励起子絶縁体候補物質Ta2NiSe5の高圧下電子状態2019

    • 著者名/発表者名
      河合俊輔, 小林義明, 清水康弘, 伊藤正行
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 励起子絶縁体候補物質TiSe2単結晶の77Se-NMR2019

    • 著者名/発表者名
      山本裕介, 小林義明, 清水康弘, 伊藤正行
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] Sr7Re4O19における新奇な相転移2019

    • 著者名/発表者名
      上田寛, 村瀬美奈, 小林義明, 伊藤正行, 矢島健
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] Quantum criticality of Kitaev spin liquid2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, Y. Nagai, M. Itoh, J. Yoshitake, J. Nasu, and Y. Motome
    • 学会等名
      International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Exciton condensation in excitonic insulators investigated by NMR2018

    • 著者名/発表者名
      S. Li, S. Kawai, Y. Yamamoto, Y. Kobayashi, and M. Itoh
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Nematic fluctuations in iron arsenide superconducting system probed by 75As NMR2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, M. Toyoda, and M. Itoh
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] NMRから見た鉄系超伝導体Ba(Fe1-xCox)2As2、NaFeAs、LiFeAsのネマチック状態2018

    • 著者名/発表者名
      小林義明, 豊田真幸, 伊藤正行
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 鉄系超伝導体FeSeの圧力下におけるNMR2018

    • 著者名/発表者名
      小林大将, 小林義明, 伊藤正行
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] レニウム化合物における新奇磁性の探求2018

    • 著者名/発表者名
      村瀬美奈, 小林義明, 伊藤正行, 上田寛
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 77Se-NMRから見た励起子絶縁体候補物質TiSe2の磁性、局所構造(II)2018

    • 著者名/発表者名
      山本裕介, 小林義明, 清水康弘, 伊藤正行
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 励起子絶縁体候補物質Ta2NiSe5の圧力下における77Se-NMRによる研究2018

    • 著者名/発表者名
      河合俊輔, 小林義明, 清水康弘, 伊藤正行
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [備考] 名古屋大学大学院理学研究科物理学教室固体磁気共鳴研究室

    • URL

      http://i-ken.phys.nagoya-u.ac.jp/index_j.html

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公開日: 2019-12-27  

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