軌道選択モット転移と軌道液体の実験研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22684018
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 清水 康弘 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 物質理学専攻 (00415184)
• 連携研究者: 井上 晶次 名古屋大学, 理学研究科, 技官(実験装置の設計担当) ; 武田 晃 名古屋大学, 理学研究科, DC(NMR 測定) ; 神野 貴昭 名古屋大学, 理学研究科, MC(試料合成、NMR 測定)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 強相関電子系 / 核磁気共鳴 / 遷移金属酸化物

研究概要

電子の軌道運動を原子レベルで観測することができる核磁気共鳴法(NMR)を新たに開発した。従来の軌道分解 NMR は非磁性の絶縁体・金属に限られてきたが、本研究は磁性材料における遷移金属磁性原子核をプローブとした電子軌道の直接観測に成功した。その結果、バナジウム酸化物において、軌道や原子サイトごとに起こる金属-絶縁体転移や高圧下の臨界現象を微視的に観測するなど、強相関物理学の進展において重要な成果をもたらした。

研究成果

• [雑誌論文] Orbital reformation with vanadium trimerization in d^2triangular lattice LiVO_2revealed by^51V NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Jin-no, Y. Shimizu, M. Itoh, S. Niitaka, H. Takagi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 87 ページ: 075135/1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] An orbital-selective spin liquid in the frustrated heavy fermion spinel LiV_2O_4 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, H. Takeda, M. Itoh, S. Niitaka, H. Takagi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 ページ: 981
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetodielectric effects and spin-charge coupling in the spin-liquid candidate κ-(BEDT -TTF)_2Cu_2(CN)_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Poirier, S. Parent, A. Cote, K. Miyagawa, K. Kanoda, Y. Shimizu
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 85 ページ: 134444/1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic states of half-metallic chromium oxides probed by ^53Cr NMR (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Takeda, Y. Shimizu, M. Itoh, M. Isobe, Y. Ueda
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser. 巻: 400 ページ: 032098/1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-state transition in RCoO_3 (R=La, Pr, and Nd): Single-crystal ^59Co NMR measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Shimokata, S. Yamada, Y. Shimizu, M. Itoh
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser 巻: 400 ページ: 032086/1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3d electron quadrupole moments in vanadium oxides (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Jinno, S. Aoyama, Y. Shimizu, M. Itoh, Y. Ueda
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser. 巻: 400 ページ: 032084/1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absence of magnetic order in Ising honeycomb-lattice Ba_3Co_2O_6(CO_3)_0.7 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Igarashi, Y. Shimizu, E. Satomi, Y. Kobayashi, T. Takami, M. Itoh
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser 巻: 400 ページ: 032024/1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orbital ordering and spin-singlet clusters in triangular-based vanadates (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, K. Matsudaira, M. Itoh, T. Kajita, M. Ikeda, J. Miyazaki, T. Katsufuji
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser 巻: 400 ページ: 032085/1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-singlet trimer state induced by competing orbital order in triangular-lattice BaV_10O_15 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, K. Matsudaira, M.Itoh, T. Kajita, T. Katsufuji
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 84 ページ: 064421/1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uniaxial Strain effects on the Mott and superconducting transitions in κ-(ET)_2Cu_2(CN)_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, M. Maesato, G. Saito
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 074702/1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal-insulator transition in the hollandite K_2V_8O_16 with a frustrated zigzag ladder probed by ^51V NMR (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, K. Okai, M. Itoh, M. Isobe, J. Yamaura, T. Yamauchi, Y. Ueda
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 83 ページ: 155111/1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uncovering the magnetic and non-magnetic phases of a quantum spin liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: F.L. Pratt*, P.J. Baker, S.J. Blundell, T. Lancaster, S. Ohira-Kawamura, C. Baines, Y. Shimizu, K. Kanoda and I. Watanabe, G. Saito
  • 雑誌名: Nature 巻: 471 ページ: 612-615
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic hyperfine coupling in vanadium oxides (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, H. Takeda, M. Tanaka, M. Itoh, S. Niitaka, H. Takagi, Y. Ueda
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 273 ページ: 012128/1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local spin susceptibility in he orbital-frustrated vanadium oxide BaV10O15 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, K. Matsudaira, M. Itoh, T. Kajita, T. Katsufuji
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser 巻: 320 ページ: 012071/1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic interactions and orbital state in double chain systems investigated by NMR measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Itoh, H. Takeda, Y. Shimizu, H. Sakurai, M. Isobe, Y. Ueda, J
  • 雑誌名: Phys: Conf. Ser 巻: 320 ページ: 012070/1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic spin dynamics in the frustrated chain Ca_3Co_2O_6 detected by single-crystal ^59Co NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, M. Horibe, T. Takami, M. Itoh
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82 ページ: 094430/1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-induced superconductivity and Mott transition probed by ^13C NMR on the spin liquid κ-(ET)_2Cu_2(CN)_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, H. Kasahara, K. Miyagawa, K. Kanoda, M. Maesato, G. Saito
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 81 ページ: 224508/1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of a three-dimensional network of V trimers in A_2V_13O_22 (A =Ba, Sr) (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Miyazaki, K. Matsudaira, Y. Shimizu, M. Itoh, Y. Nagamine, S. Mori, J. Kim, K. Kato, M. Takata, T. Katsufuji
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 104 ページ: 207201/1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties of the quasi-one-dimensional superconductor β-Na_0.33V_2O_5 under high pressure investigated by 51V NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: I. Yamauchi, T. Suzuki, Y. Shimizu, M. Itoh, N. Takeshita, T. Yamauchi, Y. Ueda
  • 雑誌名: Physica C 巻: 470 ページ: S742-S743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-energy excitations proved by ^51V NMR in the multiferroic Ni_3V_2O_8 (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Esaki, Y. Shimizu, T. Takami, M. Itoh, Z. He, Y. Ueda
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 200 ページ: 012070/1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rotation of Hyperfine Fields at the V site in the Multiband Metal K_2V_8O_16 (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, K. Okai, M. Itoh, M. Isobe, J.-I. Yamaura, Y. Ueda
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 200 ページ: 012187/1-4
  • 査読あり
• [学会発表] 強磁性クロム酸化物 CrO_2 および K_2Cr_8O_16 における局所磁性と電子状態 -^53Cr 核 NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: 武田晃,清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] LiV_2O_4 の高圧 NMR測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武田晃, 清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] NMRでみた AV_10O_15(A=Ba,Sr) の軌道状態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神野貴昭,松平健一郎, 清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] LaCoO_3におけるスピンと軌道のゆらぎ II (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋拓也,清水康弘,伊藤正行
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] V_2O_3 の金属絶縁体クロスオーバーに伴う軌道状態の変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神野貴昭, 清水康弘,伊藤正行,上田寛
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] NMR で見た LiV_2O_4の圧力効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 武田晃, 清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] LaCoO_3におけるスピンと軌道ゆらぎ (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋拓也,清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Orbitally induced molecule formations in itinerant triangular vanadates (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu et al
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism with Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Magnetic Frustration Effects in the New Colossal Magnetoresistance Oxide NaCr_2O_4 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Takeda et al.
  • 学会等名: Magnetic Frustration Effects in the New Colossal Magnetoresistance Oxide NaCr2O4
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Site-dependent metal-insulator transition and orbital order in quasi-one-dimensional V_6O_13 (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Itoh et al.
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism with Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] NMR で見たカルシウムフェライト型クロム酸化物 NaCr2O4の局所磁性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 武田晃, 清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 二元系バナジウム酸化物における金属絶縁体転移とスピン・軌道局所構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 二次元三角格子LiVO_2 における軌道秩序と三量体形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神野貴昭,清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] LaCoO_3 における軌道秩序とゆらぎ (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Na_xCoO_2 単結晶の NMR 測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 見田直紀,五十嵐広和,清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 単結晶^51V NMRでみた VO_2 の軌道状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神野貴昭,清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 51V NMR でみたバナジウム酸化物 V_6O_13 の金属絶縁体転移と軌道状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青山知史,清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Orbital Ordering and Spin-Singlet Clusters in Triangular-Based Vanadates (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu et al
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] Electronic States of Half-Metallic Chormium Oxides Proved by ^53Cr NMR (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Takeda, Y. Shimizu, et al.
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] Spin-State Transition in RCoO_3(R = La, Pr, and Nd): Single-Crystal ^59Co NMR Measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Shimokata, S. Yamada, Y. Shimizu, M. Itoh
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] 3d Electron Quadrupole Moments in Vanadium Oxides (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Jinno, S. Aoyama, Y. Shimizu, M. Itoh, Y. Ueda
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] RCoO_3(R=La,Pr) の^59Co NMR による軌道解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] マグネリ相酸化バナジウム VnO_2n-1 の単結晶^51V NMR 測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神野貴昭,青山知史,清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] NMR でみた高価数クロム酸化物 CrO_2 および K_2Cr_8O_16 の電子状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田晃, 清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Local spin susceptibility in the orbital-frustrated vanadium oxide BaV_10O_15 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y . Shimizu
  • 学会等名: International Conference on Frustration in Condensed Matter
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2011-01-12
• [学会発表] ホーランダイト型クロム酸化物 A_2Cr_8O_16 (A=K,Rb)の NMR測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武田晃,清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 層状フラストレーション系 AV_13O_18 の^51VNMR (2010)
  • 著者名/発表者名: 松平健一郎,清水康弘ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] K_2V_8O_16 の圧力下^51V NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水康弘,武田晃ら
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 伊藤正行 RCoO_3 (R=Pr, Nd, Sm)の単結晶^59Co-NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: 下方綾子,山田俊平,清水康弘
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] LaCoO_3のスピン転移における軌道ゆらぎ (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田俊平,清水康弘,伊藤正行
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [備考]
  • URL: http://i-ken.phys.nagoya-u.ac.jp/index_shimizu.html