研究課題
2次元ハニカム格子化合物H3LiIr2O6における量子スピン液体状態について、同位体効果の詳細を引き続き調べた。光学応答の測定結果から結晶構造解析の結果から予想される水素酸素の巨大同位体効果を裏付けると同時に、低温で2つの安定サイト間の量子トンネルの可能性を強く示唆した。水素の量子トンネルとこれと強く結合するJeff=1/2モーメントが織りなす量子スピン液体状態発現機構の関係は極めて興味深いテーマである。新しい流れの開拓の試みとしてJeff=0 Mott絶縁体と励起子磁性とくに励起子スピン液体の可能性を追求した。 LS結合の極限においてd4の基底状態は非磁性Jeff=0である。圧力印加などにより、Jeff=1励起状態の相互作用、すなわち励起分散を増加させると、量子臨界点を経て、励起子磁性への凝縮が起きると考えられている。モデル物質として4d K2RuCl6を取り上げ、理想的な非磁性Jeff=0状態を実験および理論（バンド計算）の視点から検証、証明した。それを発展させる形でAg2LiRu2O6（H3LiIr2O6と同じ構造）のJeff=0状態と圧力誘起励起子量子スピン液体相を探索した。結晶場の効果によりその基底状態は非磁性であるが理想的Jeff=0状態からはずれている。高圧磁化、NMR測定によって、常圧で観測された非磁性相が、別の非磁性相へ量子相転移することが判明した。励起子磁性（特にスピン液体）の可能性を検討している。H3LiIr2O6の類縁物質SrIrO3及びCaIrO3のSn置換によるディラック半金属絶縁体転移の考察を行った。SrIrO3では置換により明確なディラック半金属-磁性絶縁体転移が観測されるのに対し、CaIrO3では明確な転移を示さずに徐々に絶縁体化する。前者は電子相関制御の転移であるのに対して、後者ではAnderson-Mott転移が実現していると解釈した。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Phys. Rev. B
巻: 101 ページ: 54102-1-10
10.1103/PhysRevB.101.054102
巻: 101 ページ: 121101-1-5
10.1103/PhysRevB.101.121101
Nat. Phys.
巻: 16 ページ: 290-294
10.1038/s41567-019-0750-y
Nat Commun
巻: 11 ページ: 1-9
10.1038/s41467-020-14900-1
Chemistry - A European Journal
巻: 25 ページ: 7921-7926
10.1002/chem.201901038
Dalton Trans.
巻: 48 ページ: 9250-9259
10.1039/C9DT01789E
Nature
巻: 571 ページ: 376-380
10.1038/s41586-019-1375-0
巻: 100 ページ: 045142-1-9
10.1103/PhysRevB.100.045142
巻: 100 ページ: 64104-1-13
10.1103/PhysRevB.100.064104
Inorg. Chem.
巻: 58 ページ: 12888-12894
10.1021/acs.inorgchem.9b01825
巻: 100 ページ: 245129-1-5
10.1103/PhysRevB.100.245129
Phys. Rev. Materials
巻: 3 ページ: 124203-1-7
10.1103/PhysRevMaterials.3.124203
APL Materials
巻: 7 ページ: 121101-1-6
10.1063/1.5129235
巻: 7 ページ: 121114-1-7
10.1063/1.5129695
