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2010 年度 実績報告書

磁気競合現象による新しい量子相形成と相転移

研究課題

研究課題/領域番号 21684019
研究機関東京大学

研究代表者

中辻 知  東京大学, 物性研究所, 准教授 (70362431)

キーワード量子臨界現象 / 超伝導転移 / 重い電子系 / 磁気相転移 / フェルミ液体 / カイラルスピン液体 / 三角格子反強磁性体 / スピンアイス
研究概要

1.重い電子系物質beta-YbAlB_4において、磁化率のスケーリング則から固体では初めてゼロ磁場量子臨界現象を確立した。また、このような重い電子系では初めて強い価数揺動を伴っていることを明らかにした。同組成の関連したalpha型においては、低温でフェルミ液体の状態が実現していること、また、beta型と同様、強い価数揺動を伴いながらも、低温で近藤格子の振る舞いをしていることを明らかにした。
2.S=1の2次元三角格子反強磁性体NiGa_2S_4において、中性子回折の結果からこの系において低温でおこるスピン凍結現象の波数依存性と周波数依存性を明らかにした。また、その波数依存性が比熱から期待されるスピン波の予想と桁違いに合わないことから、この系で現れている磁気相関が通常のスピン波とは異なる量子相に基づく可能性を指摘した。さらに角度分解光電子分光の測定から高温で異常な価数揺らぎを伴っていることを指摘した。
3.擬2次元三角格子Rb_4Mn(MoO_4)_3の磁場中での磁気相図を明らかにし、それが理論的予測と数値的に一致することを明らかにした。
4.Pr_2Ir_2O7の低温のスピン液体相においてホール効果の異方性を明らかにした。このことからこの系での自発的なホール効果に伴う軌道電流はカゴメ面内に発生していることを突き止めた。また、高磁場での量子振動からメタ磁性転移によって引き起こされる電子状態の変化についての詳細を明らかにした。さらに、基底状態においてはスピンアイスのフラストレーションにより磁気秩序が抑えられているだけでなく、強い量子効果のために磁気的モノポールが励起されている可能性を見出した。
5.Eu_2Ir_2O_7においてはスピン軌道相互作用が金属-絶縁体転移において重要であることを明らかにした。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (27件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Magnetic transition, long-range order, and moment fluctuations in the pyrochlore iridate Eu2Ir2O72011

    • 著者名/発表者名
      Songrui Zhao
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 83(印刷中)(掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Successive phase transitions and phase diagrams for the quasi-two-dimensional easy-axis triangular antiferromagnet Rb4Mn(MoO4)32011

    • 著者名/発表者名
      R.Ishii
    • 雑誌名

      Europhysics Letter

      巻: 94 ページ: 17001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Criticality without Tuning in the Mixed Valence Compound ss-YbAlB42011

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumoto
    • 雑誌名

      Science

      巻: 331 ページ: 316

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-reversal symmetry breaking and spontaneous Hall effect without magnetic dipole order2010

    • 著者名/発表者名
      Yo Machida, Satoru Nakatsuji, Shigeki Onoda, Takashi Tayama, Toshiro Sakakibara
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 463 ページ: 210-213

    • DOI

      DOI:10.1038/nature08680

  • [雑誌論文] Neutron-Scattering Measurement of Incommensurate Short-Range Order in Single Crystals of the S=1 Triangular Antiferromagnet NiGa2S42010

    • 著者名/発表者名
      C.Stock
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 105 ページ: 037402/1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong Valence Fluctuation in the Quantum Critical Heavy Fermion Superconductor ss-YbAlB4 : A Hard X-Ray Photoemission Study2010

    • 著者名/発表者名
      M.Okawa
    • 雑誌名

      Physcial Review Letters

      巻: 104 ページ: 247201/1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Separation between low-energy hole dynamics and spin dynamics in a frustrated magnet2010

    • 著者名/発表者名
      K.Takubo
    • 雑誌名

      Physcial Review Letters

      巻: 104 ページ: 226404/1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Field ESR and Magnetization of the Triangular Lattice Antiferromagnet NiGa2S42010

    • 著者名/発表者名
      H.YamaguchiKindo
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 79 ページ: 054710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Spin Resonance in a New Triangular-Lattice Mn Layered Oxide2010

    • 著者名/発表者名
      H.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 200 ページ: 012231

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature magnetization of the quantum critical heavy fermion superconductorss-YbAlB42010

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Matsumoto
    • 雑誌名

      physica status solidi (b)

      巻: 247 ページ: 720-722

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Geometrical Frustration Effects in the Two-Dimensional Triangular-Lattice Antiferromagnet NiGa2S4 and Related Compounds2010

    • 著者名/発表者名
      Satoru Nakatsuji
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 79 ページ: 011003/1-16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Dimensional Structure and Magnetism of the Quantum Antiferrom agnet Rb4Cu(MoO4)3 and the Structure of Rb4Zn(MoO4)32010

    • 著者名/発表者名
      Rieko Ishii
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 132 ページ: 7055-7061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pronounced non-Fermi-liquid behavior of the quantum critical heavy fermion superconductor β-YbAlB42010

    • 著者名/発表者名
      Satoru Nakatsuji
    • 雑誌名

      physica status solidi (b)

      巻: 247 ページ: 485-489

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence of superconductivity on the border of quasi-2D ferromagnetismin Ca2RuO4 at high pressure2010

    • 著者名/発表者名
      Patricia Lebre Alireza
    • 雑誌名

      J.Phys.: Condens.Matter

      巻: 22 ページ: 052202/1-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Possible spin liquid formation in the valence fluctuating heavy fermion superconductor □-YbAlB42011

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumoto, K.Kuga, Y.Karaki, N.Horie, Y.Shimura, T.Sakakibara, S.Nakatsuji
    • 学会等名
      International Conference on Frustration in Condensed Matter (ICFCM)
    • 発表場所
      仙台市・仙台国際センター
    • 年月日
      20110111-20110112
  • [学会発表] Magnetic transition, long-range order, and moment fluctuations in the pyrochlore iridate Eu2Ir2O72011

    • 著者名/発表者名
      J.Ishikawa, Y.Ohta, S.Nakatsuji
    • 学会等名
      American Physical Society, March Meeting, Symposium "Quantum Spin Liquids"
    • 発表場所
      米国 Dallas, Texas
    • 年月日
      2011-03-30
  • [学会発表] 重い電子系β-YbAlB4におけるT/Bスケーリングとその自由エネルギー2011

    • 著者名/発表者名
      松本洋介, 中辻知, 久我健太郎, 柄木良友, 堀江直樹, 志村恭通, 榊原俊郎, A.H.Nevidomskyy, Piers Coleman
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟市・新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] Eu2Ir2O7単結晶の低温物性2011

    • 著者名/発表者名
      石川洵、大田健雄、町田洋、中辻知
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟市・新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] SmTr2Al20(Tr=Ti,V,Cr)の単結晶育成と低温物性2011

    • 著者名/発表者名
      酒井明人、中辻知
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟市・新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] Spin Liquids and Quantum Criticality in 4f Electron based Kondo Lattice Systems2011

    • 著者名/発表者名
      中辻知
    • 学会等名
      International Conference on "Frustration in Condensed Matter" (ICFCM2011, 1月仙台)
    • 発表場所
      仙台市・仙台国際センター
    • 年月日
      2011-01-13
  • [学会発表] Low Temperature Properties of Single Crystalline Eu2Ir2O72011

    • 著者名/発表者名
      Jun J.Ishikawa, Yasuo Ohta, Yo Machida, Satoru Nakatsuji
    • 学会等名
      International Conference on Frustration in Condensed Matter (ICFCM)
    • 発表場所
      仙台市・仙台国際センター
    • 年月日
      2011-01-11
  • [学会発表] Chiral Spin Liquid and Spontaneous Hall Effect in the Frustrated Magnet Pr2Ir2O72010

    • 著者名/発表者名
      中辻知
    • 学会等名
      International Conference "Physical Phenomena at High Magnetic Field VII" (PPHMF VII, Florida, U.S.A.)
    • 発表場所
      Florida, U.S.A
    • 年月日
      2010-12-04
  • [学会発表] フラストレーションによる新しい磁性と伝導現象2010

    • 著者名/発表者名
      中辻知
    • 学会等名
      久保記念シンポジウム
    • 発表場所
      東京都千代田区・学士会館
    • 年月日
      2010-10-16
  • [学会発表] Pr2Ir2O7単結晶の低温物性2010

    • 著者名/発表者名
      石川洵、大田健雄、町田洋、中辻知
    • 学会等名
      フラストレーションが創る新しい物性第6回トピカルミーティング「フラストレーションと量子輸送」
    • 発表場所
      廿日市市・宮島グランドホテル
    • 年月日
      2010-10-16
  • [学会発表] 金属パイロクロアPr_<2+x>Ir_<2-x>O_7における磁性2010

    • 著者名/発表者名
      大田健雄, 木村健太, 町田洋, 志村恭通, 榊原俊郎, 中辻知
    • 学会等名
      フラストレーションが創る新しい物性第6回トピカルミーティング「フラストレーションと量子輸送」
    • 発表場所
      廿日市市・宮島グランドホテル
    • 年月日
      2010-10-16
  • [学会発表] R2Ir2O7(R=Pr,Eu)単結晶の磁場中特性2010

    • 著者名/発表者名
      石川洵、Luis Balicas、町田洋、大田健雄、小野田繁樹、中辻知
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] PrTr_2Al_<20>の磁性とLa希釈効果2010

    • 著者名/発表者名
      酒井明人, 中辻知
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] 重い電子系a-,b-YbAlB4のLu希釈系における磁気、輸送特性2010

    • 著者名/発表者名
      松本洋介、久我健太郎、中辻知
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] Magnetic Phase Transitions Induced by Chemical Substitution in the Heavy Fermion Systems α-YbAlB42010

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kuga, Yosuke Matsumoto, Naoki Horie, Takahiro Tomita, Yoshitomo Karaki, Yasuyuki Shimura, T.Sakakibara, Junichi Yamaura, Yoko Kiuchi, Satoru Nakatsuji
    • 学会等名
      International Conference on Heavy Electrons
    • 発表場所
      八王子市・首都大学東京南大沢・キャンパス
    • 年月日
      2010-09-18
  • [学会発表] Quantum oscillations and the Fermi surface of the heavy fermion α-YbAlB42010

    • 著者名/発表者名
      E.C.O'Farrell, D.A.Tompsett, S.Cohen, N.Horie, K.Kuga, S.Nakatsuji, M.L.Sutherland
    • 学会等名
      International Conference on Heavy Electrons
    • 発表場所
      八王子市・首都大学東京南大沢・キャンパス
    • 年月日
      2010-09-18
  • [学会発表] Kondo Effect and Multipolar Ordering in a Nonmagnetic Γ3-Doublet System PrTi2Al202010

    • 著者名/発表者名
      A.Sakai, S.Nakatsuji
    • 学会等名
      International Conference on Heavy Electrons
    • 発表場所
      八王子市・首都大学東京南大沢・キャンパス
    • 年月日
      2010-09-18
  • [学会発表] Quantum Criticality and Valence Fluctuation in β-YbAlB42010

    • 著者名/発表者名
      中辻知
    • 学会等名
      International Conference "International Conference on Heavy Electron"
    • 発表場所
      八王子市・首都大学東京南大沢・キャンパス
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] Quantum criticality and spin liquid in Kondo lattices -Pr2Ir2O7 and YbAlB4-2010

    • 著者名/発表者名
      中辻知
    • 学会等名
      Provisional Schedule ICTP Workshop, Principles and Design of Strongly Correlated Electronic Systems
    • 発表場所
      Trieste, Italy
    • 年月日
      2010-08-09
  • [学会発表] Magnetism in the metallic pyrochlore Pr2+xIr2-xO72010

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohta, K.Kimura, Y.Machida, Y.Shimura, T.Sakakibara, S.Nakatsuji
    • 学会等名
      Highly Frustrated Magnetism 2010
    • 発表場所
      Baltimore, MD, USA
    • 年月日
      2010-08-05
  • [学会発表] Frustrated Magnetism and Spontaneous Hall Effect in Pr2Ir2O72010

    • 著者名/発表者名
      中辻知
    • 学会等名
      Highly Frustrated Magnetism 2010 (HFM2010, Baltimore, U.S.A.)
    • 発表場所
      Baltimore, U.S.A.
    • 年月日
      2010-08-02
  • [学会発表] Frustrated magnetism and spontaneous Hall effect in Pr2Ir2O72010

    • 著者名/発表者名
      S.Nakatsuji
    • 学会等名
      Highly Frustrated Magnetism 2010
    • 発表場所
      Baltimore, MD, USA
    • 年月日
      2010-08-02
  • [学会発表] Zero-field quantum criticality in the valence fluctuating heavy Fermion superconductor b-YbAlB42010

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumoto, S.Nakatsuji, K.Kuga, Y.Karaki, N.Horie, Y.Shimura, T.Sakakibara, A.H.Nevidomskyy, P.Coleman
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2010)
    • 発表場所
      Santa Fe, USA.
    • 年月日
      2010-07-01
  • [学会発表] Quantum phase transitions induced by chemical substitution in the heavy fermion systems YbAlB42010

    • 著者名/発表者名
      K.Kuga, Y.Karaki, Y.Matsumoto, T.Tomita, N.Horie, J.Yamaura, Y.Kiuchi, S.Nakatsuji
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Santa Fe, USA.
    • 年月日
      2010-07-01
  • [学会発表] Quantum criticality in the valence fluctuating β-YbAlB42010

    • 著者名/発表者名
      S.Nakatsuji, Y.Matsumoto, K.Kuga, T.Tomita, N.Horie
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Santa Fe, USA.
    • 年月日
      2010-06-29
  • [学会発表] Quantum Criticality in the Valence Fluctuating Superconductor □-YbAlB42010

    • 著者名/発表者名
      中辻知
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2010, Santa Fe, U.S.A.)
    • 発表場所
      Santa Fe, U.S.A.
    • 年月日
      2010-06-28
  • [学会発表] Time-reversal symmetry breaking and spontaneous Hall effect without magnetic dipole order2010

    • 著者名/発表者名
      中辻知
    • 学会等名
      American Physical Society, March Meeting, Symposium "Quantum Spin Liquids"
    • 発表場所
      米国 Dallas, Texas
    • 年月日
      2010-03-23
  • [備考]

    • URL

      http://www.k.u-tokyo.ac.jp/news/20110121_20110119press.html

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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