金属的な量子二次元三角格子反強磁性体に対する系統的な電荷ドーピングと物性研究

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05515
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 菊池 彦光 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (50234191)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 反強磁性体 / 電気伝導体 / スピンフラストレーション

研究成果の概要

二次元三角格子磁性体の基底状態はスピンフラストレーション効果により高度に縮退しているため超伝導をはじめとした新物性が生じる可能性がある。本研究では、金属的電気伝導性を示すS=1/2二次元三角格子反強磁性体Ag2NiO2、AgNiO2および関連化合物に対して、従来の高圧合成法ではなく水熱合成法による簡便かつ低コストな方法で電荷制御を目的とした元素置換を行い、(Ag,Hg)2NiO2,Ag2Ni(O,F)2などの試料を作成した。元素置換による磁性、電気伝導性変化を系統的に調べることで、スピンフラストレーションが伝導性に与える影響を実験的に検討した。

自由記述の分野

磁性

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の特色は、金属的伝導性を示す二次元量子フラストレート磁性体を簡単な合成法で作成し、伝導性、磁性に対するドーピングの影響を系統的に調べる点である。従来用いられてきた高圧合成と比較して、合成条件をそろえた試料が容易かつ低コストで作成できる点も特徴である。これらの化合物に対して、積極的に電荷ドーピングを行って物性変化を調べた例はほとんどない。超伝導が発現した場合には、非従来型の超伝導機構による超伝導による可能性が大きく、学問的な意義は大変大きい。