高圧下角度制御核磁気共鳴測定による新奇な量子秩序相の探索

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21340093
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 瀧川 仁 東京大学, 物性研究所, 教授 (10179575)
• 連携研究者: 吉田 誠 東京大学, 物性研究所, 助教 (40379475) ; 八木 健彦 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 特任教授 (20126189) ; 上床 美也 東京大学, 物性研究所, 教授 (40213524) ; 陰山 洋 京都大学, 工学研究科, 教授 (40302640) ; 上田 寛 東京大学, 物性研究所, 教授 (20127054) ; 中辻 知 東京大学, 物性研究所, 准教授 (70362431) ; 高木 英典 東京大学, 理学系研究科, 教授 (40187935) ; 田島 裕之 兵庫県立大学, 理学部, 教授 (60207032)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 核磁気共鳴 / 高圧技術 / 強相関電子系 / 量子スピン系 / 量子相転移

研究概要

高い容積効率を持ち、10GPaを超える圧力を発生できる、核磁気共鳴用の対抗アンビル型圧力セルを開発した。この圧力セルは①低温で液化封入したアルゴンを圧力媒体として用いることにより、均一な圧力が得られる、②アンビル内に光ファイバーを導入し、試料室におかれたルビーの蛍光波長を観測することにより、圧力を実験中に校正することができる、③セル全体を超伝導マグネット内で回転することにより、磁場中で試料の方位を任意に制御することが可能、といった利点を持つ。この圧力セルを利用して、鉄系超伝導体SrFe2As2における反強磁性と超伝導状態の共存など、新しい秩序状態を発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Anisotropic spin fluctuations in the quasi one-dimensional frustrated magnet LiCuVO_4 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nawa, M. Takigawa, M. Yoshida, and K. Yoshimura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82 ページ: 094709-1-13
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.094709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Incomplete devil's staircase in the magnetization curve of SrCu_2(BO_3)_2 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Takigawa, M. Horvaić, T. Waki, S. Krämer, C. Berthier, F. Lévy-Bertrand, I. Sheikin, H. Kageyama, Y. Ueda, and F. Mila
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 110 ページ: 067210-1-5.
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.067210
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Order in the Spin-1/2 Antiferromagnet Vesignieite (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, Y. Okamoto, M. Takigawa, and Z. Hiroi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82 ページ: 013702-1-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.013702
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-field Phase Diagram and Spin Structure of Volborthite Cu_3V_2O_7(OH)_2・2H_2O (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, M. Takigawa, S. Krämer, S. Mukhonpadhyay, M. Horvaić, C. Berthier, H. Yoshida, Y. Okamoto, Z. Hiroi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 024703-1-9
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.024703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterogeneous spin state in the field-induced phase of volborthite as seen via ^<51>V nuclear magnetic resonance (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, M. Takigawa, H. Yoshida, Y. Okamoto, and Z. Hiroi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 ページ: 020410(R)-1-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.84.020410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal-Insulator Transition and Magnetic Order in the Pyrochlore Oxide Hg_2Ru_2O_7 (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, M. Takigawa, A. Yamamoto, and H. Takagi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 034705-1-9
  • DOI: 10.1143/JPSJ.80.034705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossover from Commensurate to Incommensurate Antiferromagnetism in Stoichiometric NaFeAs Revealed by Single-Crystal ^<23>Na,^<75> As-NMR Experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kitagawa, Y. Mezaki, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, and M. Takigawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 033705-1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJ.80.033705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Space Efficient Opposed-Anvil High-Pressure Cell and Its Application to Optical and NMR Measurements up to 9 Gpa (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kitagawa, H. Gotou, T. Yagi, A. Yamada, T. Matsumoto, Y. Uwatoko, and M. Takigawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 ページ: 024001-1-12
  • DOI: 10.1143/JPSJ.79.024001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Ordered Phases in the Orthogonal Dimer Spin System SrCu_2(BO_3)_2 (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Takigawa, T. Waki, M. Horvatic, and C.Berthier
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 ページ: 011005-1-12
  • DOI: 10.1143/JPSJ.79.011005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous Formation of a Superconducting and Antiferromagnetic Hybrid State in SrFe_2A_<s2> (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kitagawa, N. Katayama, H. Gotou, T. Yagi, K. Ohgushi, T. Matsumoto, Y. Uwatoko, and M. Takigawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 103 ページ: 257002-1-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.103.257002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Diagram and Spin Dynamics in Volborthite with a Distorted Kagomé Lattice (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, M. Takigawa, H. Yoshida, Y. Okamoto, and Z. Hiroi
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 103 ページ: 077207-1-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.103.077207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiferromagnetism of SrFe_2As_2 studied by single crystal ^<75> As-NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kitagawa, N. Katayama, K. Ohgushi, and M. Takigawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 063706-1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJ.78.063706
  • 査読あり
• [学会発表] Incomplete devil's staircase in the magnetization process of Sr_2Cu_2(BO_3)_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Takigawa
  • 学会等名: 6^<th> International Conference on Highly Frustrated Magnetism (HFM2012)
  • 発表場所: マクマスター大学、ハミルトン、カナダ
  • 年月日: 20120604-08
• [学会発表] Metal-Insulator Transition and Antiferromagnetic Order in the Pyrochlore Oxide Cd_2Os_2>O_7 (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takigawa
  • 学会等名: Recent Advances in broad-band solid-state NMR of correlated electronic systems
  • 発表場所: トロギール, クロアチア
  • 年月日: 20110904-09
• [学会発表] Application of NMR to Strongly Correlated Electron Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takigawa
  • 学会等名: Recent Advances in broad-band solid-state NMR of correlated electronic systems
  • 発表場所: トロギール, クロアチア
  • 年月日: 20110904-09
• [学会発表] High-field phases in Voborthite (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Takigawa
  • 学会等名: 5^<th> International Conference on Highly Frustrated Magnetism (HFM2010)
  • 発表場所: ジョンズ ホプキンス大学, バルチモア, アメリカ合衆国
  • 年月日: 20100731-0806
• [学会発表] Application of NMR to quantum magnetism (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Takigawa
  • 学会等名: Tutorial lecture in the 5^<th> International Conference on Highly Frustrated Magnetism (HFM2010)
  • 発表場所: ジョンズ ホプキンス大学, バルチモア、アメリカ合衆国
  • 年月日: 20100731-0806
• [学会発表] Probing novel order and dynamics in strongly correlated electron systems by NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Takigawa
  • 学会等名: Joint Euromar 2010 and 17^<th> ISMAR Conference - A WorldWide Magnetic Resonance Conference
  • 発表場所: フィレンツェ、イタリア
  • 年月日: 20100704-09
• [学会発表] Metal-Insulator Transition on the Pyrochlore Lattice (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Takigawa
  • 学会等名: Joint European Japanese Conference : Frustration in Condensed Mater
  • 発表場所: リヨン高等師範学校, リヨン、フランス
  • 年月日: 20090512-15
• [図書] "Magnetization Plateaus", Introduction to Frustrated Magnetism, edited by Claudine Lacroix, Philippe Mendels, and Frédéric Mila (2011)
  • 著者名/発表者名: Masashi Takigawa and Frédéric Mila
  • 総ページ数: 241-267
  • 出版者: Springer-Verlag, Berlin
• [備考]
  • URL: http://masashi.issp.u-tokyo.ac.jp/