2021 年度研究成果報告書

核磁気共鳴法による励起子絶縁相の検証：コバルト酸化物を舞台として

研究課題

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研究課題/領域番号	19K03750
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関	高知大学
研究代表者	加藤治一高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 准教授 (60363272)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	励起子絶縁体
研究成果の概要	Pr0.5Ca0.5CoOx（PCCO）は励起子絶縁体の候補物質の一つである。本研究では、PCCOおよびその類縁物質であるPr0.5Sr0.5CoOx（PSCO）について、それぞれ試料合成、含有酸素量の評価、および核磁気共鳴（NMR）測定を行った。PCCOのNMRスペクトルは、強磁性相にあり磁気モーメントを持ったコバルト核に由来する部分と、非磁性核に由来する部分からなる。前者の部分は複雑な形状をしており、系に含まれる強磁性モーメントが一様な大きさを持っていないことを示している。酸素量の異なる試料およびPSCOとの比較を行い、結果を励起子相との関連の中で議論した。
自由記述の分野	固体物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	物性研究において、金属絶縁体転移の物理はながらく中心的な課題の一つであり、今なおそうである。絶縁化の機構のひとつとして、励起子絶縁体なる概念が半世紀以上前に理論的に予言されているものの、実験的な実証は十分でない。NMRは、原子核をプローブとすることで原子レベルでの局所電子環境を検出することを可能にする。本研究は、ローカルな存在である励起子およびその凝縮相についてヒントを得ようと、励起子絶縁体の候補物質についてNMR測定を行ったものである。本研究は主に強磁性状態にある電子の微視的実態について明らかにしたが、それらは励起子相の形成を考える上で一つの実験的な知見を与えるものと考える。