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2023 年度 実施状況報告書

λ型 BETS塩の金属・絶縁体近傍の電荷・磁気ダイナミクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K04685
研究機関北海道大学

研究代表者

河本 充司  北海道大学, 理学研究院, 教授 (60251691)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワードλ-(BETS)2X / π-d 相互作用 / 13C-NMR / 反強磁性
研究実績の概要

磁場誘起超伝導やFFLO超伝導の可能性が示唆される λ-(BETS)2FeCl4の磁気秩序状態や磁場誘起超伝導の要因であるπ-d 相互作用に関して我々は、一般化相図上でより絶縁体側にシフトさせたBEST分子を用いて、BETS塩での磁気転移に伴う金属絶縁体転移が絡み合い現象が複雑な状況を、磁気転移が絶縁体下で起きるシンプルな状態にして研究している。本年度はこの塩の常圧の13C-NMR を行いその結果をPhys. Rev. B に公表した。圧力下において参照物質である非磁性イオンを含むλ-(BEST)2GaCl4は、常磁性絶縁相を挟んだ2つの反強磁性相が存在することが埼玉大学との共同研究で明らかになった。これは、過去の理論的な研究から指摘されている複数のスピン構造の可能性と関連していると考えられる。この2つの反強磁性相は過去のλ塩の研究からは見つからなかったものである。このことは、BETS を含むλ塩の磁気基底状態がなんであるかを調べるための重要な知見を与えると考えられる。
またπ-d 相互作用が存在するλ-(BEST)2FeCl4 でその温度圧力相図がどのようなものになるかは興味深い。2つの塩の温度圧力相図の違いは、π-d 相互作用の有無によるものと考えられる。そこで現在、λ-(BEST)2FeCl4の圧力下13C NMRを行っている。現在のところ常圧で観測されたAF相がTNが上昇し、内部磁場が増大する形で高圧下でも存在し、λ-(BEST)2GaCl4で観測された常磁性絶縁相やあらたなAF相は観測されていない。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

おおむね研究は磁性のパートに関しては、新しい発見を含め順調にすすんでいると考えている。電荷の観点での進捗が遅れており、特に注目しているλ-(BETS)2GaCl4 の化学圧力の試料作製を進める必要がある。

今後の研究の推進方策

研究実績の概要にも書いたλ-(BEST)2GaCl4は、常磁性絶縁相を挟んだ2つの反強磁性相が存在というのはいままでのλ塩では報告されていなかった新たな発見であり、この部分に注目した 13C-NMR を含む磁性プローブをつかった詳細な調査を検討している。

次年度使用額が生じた理由

計画していた実験が次年度4月に延期されその分の寒剤代を繰り越すこととなった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Antiferromagnetic ordering and estimation of the exchange interaction in the π - d system λ - ( BEDSe - TTF ) 2 FeCl 4 studied using 13 C NMR2023

    • 著者名/発表者名
      Saito Rikumaru、Kobayashi Takuya、Taniguchi Hiromi、Fukuoka Shuhei、Kawamoto Atsushi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 108 ページ: 155112

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.108.155112

    • 査読あり
  • [学会発表] 13C NMR study on π-d interaction system, λ-(BEST)2FeCl42023

    • 著者名/発表者名
      R. Saito, Y. Iida, T. Kobayashi, H. Taniguchi, S. Fukuoka, N. Matsunaga, and A. Kawamoto
    • 学会等名
      Young Multis 2023 online
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalous magnetic state of λ-type π-d system studied by site-selective magnetization and thermodynamic measurements2023

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Fukuoka, Yuma Ito, Yoshihiko Ihara, and Atsushi Kawamoto
    • 学会等名
      26th IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics (ICCT2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧力下13C NMRによるλ-(BEDT-STF)2GaCl4のMott境界近傍の磁気状態の研究2023

    • 著者名/発表者名
      福岡脩平, 伊藤悠馬, 井原慶彦, 河本充司
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
  • [学会発表] λ型有機導体のMott境界近傍の磁気状態2023

    • 著者名/発表者名
      福岡脩平, 齋藤陸丸,伊藤悠馬, 井原慶彦, 河本充司
    • 学会等名
      第59回熱測定討論会

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公開日: 2024-12-25  

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