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2020 年度 実績報告書

強相関量子凝縮相における回転対称性の破れの検証

研究課題

研究課題/領域番号 18H05227
研究機関京都大学

研究代表者

松田 祐司  京都大学, 理学研究科, 教授 (50199816)

研究分担者 芝内 孝禎  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00251356)
笠原 成  京都大学, 理学研究科, 特定准教授 (10425556)
笠原 裕一  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10511941)
柳瀬 陽一  京都大学, 理学研究科, 教授 (70332575)
研究期間 (年度) 2018-06-11 – 2023-03-31
キーワードスピンー軌道モット絶縁体 / 量子臨界点 / 近藤絶縁体 / 量子振動
研究実績の概要

本年は、(1)スピンー軌道モット絶縁体Sr2IrO4におけるアナポール秩序状態、(2)鉄系超伝導体FeSeの量子臨界点近傍における異常輸送現象、(3)近藤絶縁体YbB12の高磁場における量子振動の研究を主として行った。
(1)では、スピンー軌道絶縁体Sr2IrO4の磁場中トルクの角度回転の精密測定を行い、この系においてネール点以上で回転対称性が破れていることを示し、磁気弾性測定の結果と併せて、原子核理論でこれまで提唱されていたアナポール秩序状態が実現していることを提案した。 (2)では、鉄系超伝導体FeSeにおいてSe置換することにより現れるネマティック量子臨界点近傍における電子輸送特性を調べ、銅酸化物や重い電子系物質の反強磁性量子臨界点近傍と類似した電子輸送特性、例えば非フェルミ液体現象を観測した。 (3)では、近藤絶縁体YbB12において強磁場電気抵抗測定、磁気トルク測定を行い、量子振動を精密に解析しすることで、この振動が中性フェルミオンから来ている可能性を議論した。
これらはすべて本研究プロジェクトの主目的と完全に合致している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究では、アナポール秩序、ネマティック量子臨界点近傍の異常電子輸送、近藤絶縁体における中性フェルミオンなど、当初予期していなかった新しい発見が次々とあった。したがって当初の計画以上に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

鉄系超伝導体において観測された高磁場超伝導相の起源を解明する。特に、FeSeにおいて期待されるFFLO状態との関係を明らかにする。さまざまな格子系(蜂の巣格子、三角格子、カゴメ格子)物質の量子スピン液体状態における素励起の性質を明らかにする。特に半整数熱量子ホール効果が観測されたキタエフ物質α-RuCl3においてさまざまな磁場方向について測定し、トポロジカル・チャーン数の角度依存性を明らかにすることで、マヨラナ粒子のもつトポロジーを決定する。近藤絶縁体における中性フェルミオン励起をYbB12以外の物質で探索し、それに対する磁気秩序などの影響を調べる。
これらはすべて、本プロジェクトの回転対称性の破れの研究と密接に関連したテーマである。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 10件、 招待講演 11件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Rutgers University/Rice University/Oak Ridge National Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Rutgers University/Rice University/Oak Ridge National Laboratory
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences/Beiging Naormal University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Chinese Academy of Sciences/Beiging Naormal University
  • [国際共同研究] Universite de Sherbrooke(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      Universite de Sherbrooke
  • [国際共同研究] Radboud University(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Radboud University
  • [国際共同研究] University of Bristol(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Bristol
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Bond Directional Anapole Order in a Spin-Orbit Coupled Mott Insulator Sr2(Ir1-xRhx)O42021

    • 著者名/発表者名
      Murayama H.、Ishida K.、Kurihara R.、Ono T.、Sato Y.、Kasahara Y.、Watanabe H.、Yanase Y.、Cao G.、Mizukami Y.、Shibauchi T.、Matsuda Y.、Kasahara S.
    • 雑誌名

      Physical Review X

      巻: 11 ページ: 011021

    • DOI

      10.1103/PhysRevX.11.011021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Presence and absence of itinerant gapless excitations in the quantum spin liquid candidate EtMe3Sb[Pd(dmit)2]22020

    • 著者名/発表者名
      Yamashita M.、Sato Y.、Tominaga T.、Kasahara Y.、Kasahara S.、Cui H.、Kato R.、Shibauchi T.、Matsuda Y.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 ページ: 140407

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.101.140407

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Divergent Nematic Susceptibility near the Pseudogap Critical Point in a Cuprate Superconductor2020

    • 著者名/発表者名
      Ishida Kousuke、Hosoi Suguru、Teramoto Yuki、Usui Tomohiro、Mizukami Yuta、Itaka Kenji、Matsuda Yuji、Watanabe Takao、Shibauchi Takasada
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 ページ: 064707

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.064707

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-plane electronic anisotropy resulted from ordered magnetic moment in iron-based superconductors2020

    • 著者名/発表者名
      Wu S.-F.、Zhang W.-L.、Thorsm?lle V. K.、Chen G. F.、Tan G. T.、Dai P. C.、Shi Y. G.、Jin C. Q.、Shibauchi T.、Kasahara S.、Matsuda Y.、Sefat A. S.、Ding H.、Richard P.、Blumberg G.
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 ページ: 033140

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.2.033140

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-Fermi liquid transport in the vicinity of the nematic quantum critical point of superconducting FeSe1-xSx2020

    • 著者名/発表者名
      Huang W. K.、Hosoi S.、Culo M.、Kasahara S.、Sato Y.、Matsuura K.、Mizukami Y.、Berben M.、Hussey N. E.、Kontani H.、Shibauchi T.、Matsuda Y.
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 ページ: 033367

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.2.033367

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exotic Superconducting States in FeSe-based Materials2020

    • 著者名/発表者名
      Shibauchi Takasada、Hanaguri Tetsuo、Matsuda Yuji
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 ページ: 102002

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.102002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bose-Einstein condensation superconductivity induced by disappearance of the nematic state2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Takahiro、Ota Yuichi、Tsuzuki Akihiro、Nagashima Tsubaki、Fukushima Akiko、Kasahara Shigeru、Matsuda Yuji、Matsuura Kohei、Mizukami Yuta、Shibauchi Takasada、Shin Shik、Okazaki Kozo
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 ページ: abb9052

    • DOI

      10.1126/sciadv.abb9052

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Unconventional Superconducting States2021

    • 著者名/発表者名
      Takasada Shibauchi
    • 学会等名
      Frontiers of Condensed Matter Physics FCMP Colombia 2021 Spring Online Lectures by leading CMP-AMO researchers
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Majorana fermions and half-integer thermal quantum Hall effect in a Kitaev spin liquid2021

    • 著者名/発表者名
      Yuji Matsuda
    • 学会等名
      Frontiers of Condensed Matter Physics FCMP Colombia 2021 Spring Online Lectures by leading CMP-AMO researchers
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Majorana fermions and half-integer thermal quantum Hall effect in a Kitaev spin liquid2021

    • 著者名/発表者名
      Yuji Matsuda
    • 学会等名
      Columbia University seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Field-angle dependent Majorana gap in a Kitaev spin liquid state of α-RuCl32021

    • 著者名/発表者名
      Takasada Shibauchi
    • 学会等名
      APS March Meeting 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evidence for FFLO superconducting states in the BCS-BEC crossover superconductor FeSe2021

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kasahara
    • 学会等名
      APS March Meeting 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] FeSeにおけるBCS-BECクロスオーバーとFFLO超伝導2021

    • 著者名/発表者名
      笠原成
    • 学会等名
      SCTMP2020 「超伝導物質、トポロジカル物質」
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental signatures of a Kitaev quantum spin liquid in α-RuCl32020

    • 著者名/発表者名
      Takasada Shibauchi
    • 学会等名
      Correlated Electrons Virtual International Seminars (CEVIS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Half-integer thermal quantum Hall effect in a Kitaev quantum spin liquid2020

    • 著者名/発表者名
      Yuji Matsuda
    • 学会等名
      Zhejiang University seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental signatures of a Kitaev quantum spin liquid in α-RuCl32020

    • 著者名/発表者名
      Takasada Shibauchi
    • 学会等名
      APCTP-KPS-JPS meeting on new trends in quantum and topological matters under extreme condition
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlling unconventional superconductivity in artificially engineered Ce115 superlattices2020

    • 著者名/発表者名
      Yuji Matsuda
    • 学会等名
      20 years of the 115's: past, present, and future
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantum oscillations and charge neutral fermions in Kondo insulator YbB 122020

    • 著者名/発表者名
      Yuji Matsuda
    • 学会等名
      ARHMF2020 & KINKEN Materials Science School 2020 for Young Scientists
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Top - Quantum Condensed Matter Group

    • URL

      http://kotai2.scphys.kyoto-u.ac.jp/index.php?Top

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公開日: 2022-12-28  

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