2023 年度研究成果報告書

スピンダイマー磁性体における新規量子液晶状態の実験的実証

研究課題

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研究課題/領域番号	20K03834
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	福井大学
研究代表者	菊池彦光福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (50234191)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード	磁気的性質 / 量子液晶 / スピンフラストレーション
研究成果の概要	量子液晶状態が期待されるS=1スピンダイマー化合物Cs3V2Cl9の磁気的性質を実験的に明らかにすることを目的として良質な単結晶を合成し、磁化率、磁化、133Cs-NMR、μＳＲ等の測定を行った。また、Cs3V2Cl9にわずかな非磁性不純物をドープした試料を作成し、不純物ドーピングが磁気秩序特性に与える影響を調べた。Cs3V2Cl9の磁性はこれまで考えられてきたような孤立ダイマーモデルでは説明できず、新たなモデルスキームが必要であること、高温域での相転移は従来型の磁気秩序では説明が難しいことを明らかにした。
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	量子液晶研究は、基礎分野のみならず、将来の量子力学応用技術においても重要な最先端研究分野であり、今後ますます広い領域に広がっていくと考えられる。Cs3V2Cl9の基底状態が理論的に予想されている量子液晶状態である可能性を示唆する結果を得た。また、Cs3V2Cl9を構成するS=1ダイマーが三角格子を形成することから、量子液晶状態とスピンフラストレーションとのシナジー効果によって新しい相転移が生じる可能性を指摘した。これらの成果は学術的に意義があると考えられる。