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2022 年度 実績報告書

有機三角格子スピン液体の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 20H02709
研究機関京都大学

研究代表者

前里 光彦  京都大学, 理学研究科, 准教授 (60324604)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードスピン液体 / モット絶縁体 / デバイス
研究実績の概要

我々が最近開発した、構造に乱れの無い三角格子をもつ有機スピン液体候補kapper-(ET)2Cu[Au(CN)2]Cl塩およびその類縁体の合成を行い、良質な単結晶試料の合成を試みた。いくつかの単結晶試料が得られたので、単結晶試料を用いた静水圧力下および極低温下での電気伝導度測定やESRによる磁化率測定などを行った。詳細なESR測定を行ったところ、20K以下の低温でCu2+イオンのシグナルを検出した。SQUIDで観測された低温のキュリー成分は、Cu2+イオンの混入によるものと考えられる。磁場角度依存性および温度依存性を丁寧に測定したところ、ETラジカル分子由来、Cu2+イオン由来のシグナルの他に、もう一つの特徴的なシグナルが観測された。そのg因子は角度に依存するが、ETラジカルとCu2+イオンのg値の中間程度の値を持っており、シグナルの線幅や強度の温度依存性なども考慮すると、この特徴的なシグナルはET分子のπ電子スピンとCu2+イオンのd電子スピンとの交換相互作用によってミキシングした成分であると考えられる。すなわち、これまで陰イオン層の構造に乱れが無いと考えていたkapper-(ET)2Cu[Au(CN)2]Clでは、磁性不純物であるCu2+イオンが一部混入しており、その局在スピンが周辺のフラストレートしたET分子スピンと相互作用していると考えられる。kapper-(ET)2Cu[Au(CN)2]Clは、スピン液体と磁性不純物スピンとの相互作用を調べることのできる新しい系であることが、詳細な物性研究によって明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 分子性モット絶縁体のスピン相関制御2023

    • 著者名/発表者名
      清水 康弘, 前里 光彦
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 78 ページ: 22-27

    • DOI

      10.11316/butsuri.78.1_22

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Performance All-Solid-State Proton Rectifier Using a Heterogeneous Membrane Composed of Coordination Polymer and Layered Double Hydroxide2022

    • 著者名/発表者名
      J. Lu, Y. Yoshida, M. Maesato, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 61 ページ: e202213077

    • DOI

      10.1002/anie.202213077

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rational Construction of Molecular Electron-conducting Nanowires Encapsulated in Proton-conducting Matrix in a Charge Transfer Salt2022

    • 著者名/発表者名
      M. Donoshita, Y. Yoshida, M. Maesato, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 144 ページ: 17149-17155

    • DOI

      10.1021/jacs.2c07258

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic tuning of the magnetic properties in mixed-metal MOF-742022

    • 著者名/発表者名
      M. Mukoyoshi, M. Maesato, S. Kawaguchi, Y. Kubota, K. Cho, Y. Kitagawa, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 61 ページ: 7226-7230

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.2c00646

    • 査読あり
  • [学会発表] 有機伝導体における次元性・フラストレーションとランダムネス2023

    • 著者名/発表者名
      前里光彦
    • 学会等名
      分子系の複合電子機能 第 181 委員会 最終研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Summary for Metal-organic frameworks: Recent evolution for functional and quantum materials (Part II)2023

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Maesato
    • 学会等名
      物理学会2023年春季大会 MOFシンポジウム
  • [学会発表] Physical properties of a quantum spin liquid candidate κ-(ET)2Cu[Au(CN)2]Cl with disorder-free anion layer at low temperature2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Tanaka, Mitsuhiko Maesato, Shinya Tomeno, Yukihiro Yoshida, Yasuhiro ShimizuA, Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] 新規有機伝導体κ''-(ET)2Cu[N(CN)2]Brの結晶構造および物性2023

    • 著者名/発表者名
      矢坂聡一朗, 前里光彦, 吉田幸大, 北川宏
    • 学会等名
      物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] 構造に乱れのない量子スピン液体候補κ-(ET)2Cu[Au(CN)2]Clの低温物性2023

    • 著者名/発表者名
      田中 優輝、前里 光彦、留野 慎也、吉田 幸大、清水 康弘、北川 宏
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会 (2023)
  • [学会発表] 新規有機伝導体κ''-(ET)2Cu[N(CN)2]Brの結晶構造および物性2023

    • 著者名/発表者名
      矢坂聡一朗, 前里光彦, 吉田幸大, 北川宏
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会 (2023)
  • [学会発表] 水素イオンビームを用いたKTaO3に対する電子ドーピング2023

    • 著者名/発表者名
      平田 勧、前里 光彦、GyeongCheol Lim、小澤 孝拓、Markus Wilde、福谷 克之、北川 宏
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会 (2023)
  • [学会発表] Search for Unconventional Superconductivity by Hydrogen Dose2022

    • 著者名/発表者名
      M. Maesato, Y. Yamashita, H. Kitagawa
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
    • 国際学会
  • [学会発表] Physical properties of a quantum spin liquid candidate κ-(ET)2Cu[Au(CN)2]Cl at low temperatures and high pressures2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Tanaka, Shinya Tomeno, Yukihiro Yoshida, Yasuhiro Shimizu, Hiroshi Kitagawa, Mitsuhiko Maesato
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal structure and physical properties of new organic conductor κ"-(ET)2Cu[N(CN)2]Br2022

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Yasaka, Mitsuhiko Maesato, Yukihiro Yoshida, Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
    • 国際学会
  • [学会発表] New Spin Liquid Candidate κ-(ET)2Cu[Au(CN)2]Cl with Disorder-Free Anion Layer2022

    • 著者名/発表者名
      M. Maesato, Y. Tanaka, S. Tomeno, Y. Yoshida, S. Yasuhiro, H. Kitagawa
    • 学会等名
      14th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Physical properties of a quantum spin liquid candidate κ-(ET)2Cu[Au(CN)2]Cl at low temperatures and high pressures2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Tanaka, Shinya Tomeno, Yukihiro Yoshida, Yasuhiro Shimizu, Hiroshi Kitagawa, Mitsuhiko Maesato
    • 学会等名
      14th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal structure and physical properties of new organic conductor κ"-(ET)2Cu[N(CN)2]Br2022

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Yasaka, Mitsuhiko Maesato, Yukihiro Yoshida, Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      14th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2022)
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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