| 研究課題/領域番号 |
19K14646
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
原口 祐哉 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70808667)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | キタエフ模型 / スピン軌道相互作用 / 新物質 / 低温合成 / トポケミカル合成 |
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| 研究実績の概要 |
当該年度は以下の成果を得た。
①β-ZnIrO3について、強磁性相互作用が支配的かつ低温まで磁化・比熱ともに磁場依存性のない液体的兆候が観測されたことから、基底状態としてキタエフスピン液体が実現された可能性を見出した。磁場の影響を受けずに熱容量に線形な温度依存性が観測されたことは、ギャップレス励起の証拠であり、三次元キタエフ模型には量子スピン液体状態を化学的無秩序から守るための隠れたメカニズムが存在することを提案することに成功した。②東大物性研徳永研究室との共同研究によりd7系キタエフ物質CaCo2TeO6の磁場配向試料の作成に成功し、その磁気異方性についての研究を行った。c軸とab面内のWeiss温度の符号が反転することから、キタエフ相互作用やハイゼンベルグ相互作用と比較して、非対角相互作用(Γ相互作用)が十分に大きい物質であることが明らかになった。③新しいハイパーハニカム物質β-CdIrO3の合成にも成功し、本物質の磁化・比熱測定を行ったところ、こちらもスピン液体的な兆候を示した。しかし、反強磁性相互作用が支配的である点がβ-ZnIrO3と異なる。④さらに、キタエフ相互作用を有するカゴメ格子物質の探索を行い、BaCo3(AsO4)2(OH)2、KCo3V2O7(OH)2Cl、NH4Co3V2O7(OH)2Clの合計3つの新物質を得ることに成功した。⑤さらなる研究対象の拡大のために、Ruハニカム格子の新物質探索を行った。得られたイルメナイト型新物質CdRuO3では、スピン軌道結合モット絶縁状態は実現せず、金属であることが比熱・磁化・電気抵抗測定から明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の目的どおりに、ハイパーハニカム格子キタエフ磁性体β-ZnIrO3の合成手法を確立し、キタエフスピン液体の兆候を観測することに成功し、本研究に関する論文をPhysical Review Materialsに出版することができた。また、新キタエフ物質β-CdIrO3、BaCo3(AsO4)2(OH)2、KCo3V2O7(OH)2Cl、NH4Co3V2O7(OH)2Clだけでなく、22年度からの研究課題の準備実験として本研究課題によって発見した新反応を応用して新物質CdRuO3の合成に成功し、本研究課題を発展させることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
Covid-19のために、補助事業期間を延長することになった。2022年度は、β-CdIrO3およびCdRuO3の研究結果をまとめること、および5種類のキタエフカゴメ物質の物性解明を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
Covid-19により、3月末の日本物理学会年次大会の現地解散が直前に中止になり、その旅費等約10万円分を繰り越さざるを得なかったため。この残額は、当年度の研究結果のとりまとめに必要な学会参加旅費や論文投稿費に使用する。
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