微小単結晶量子磁性体の極低温超高感度磁化測定

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24340075
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 榊原 俊郎 東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 磁性 / 強相関系 / 量子スピン系 / 超伝導 / 極低温 / 磁化測定

研究実績の概要

スピン1/2一次元ハイゼンベルグ反強磁性体CuPzNについて、単結晶試料の極低温磁化測定を、これまでの80mKからさらに低温の40mKにまで測定することに成功した。これにより、80mKでの測定で観測された磁化飽和点近傍での磁化曲線の「なまり」が鎖間相互作用によるものではなく有限温度効果によるものであることを検証した。

３重項超伝導体として期待の大きいSr2RuO4について磁場がc面内方向近傍での磁化トルク測定を行い、擬２次元超伝導体の理論との比較を行った。その結果、本質的な超伝導異方性は100mKの低温領域でも約60程度と大きいことが確定的となった。これは、c面内方向の上部臨界磁場の軌道極限がおよそ4.5Tであることを意味し、実際の上部臨界磁場が何らかの機構で1/3に低く抑えられていることになる。この結果を３重項超伝導で説明することは困難である。

新規スピンラダー有機磁性体α-2-Cl-4-F-Vは、分子軌道計算からS = 1/2スピン間の最近接が強磁性、次近接が反強磁性型のJ1J2鎖と呼ばれる相互作用モデルが主要な構成要素であると予想される。さらにJ1J2鎖間にもフラストレートした相互作用が存在している。したがって、その相互作用の効果が磁性に対してどのような影響を与えるかを研究する上で重要な物質である。低温磁化測定を行った結果、磁化曲線からは約4.5Tで飽和する１次元反強磁性的であることがわかったが、磁化の温度依存性にフラストレーションの効果によると思われる異常が観測された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Quantum phase near the saturation field in the S=1/2 frustrated spin ladder (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaguchi, H. Miyagai, Y. Kono, S. Kittaka, T. Sakakibara, K. Iwase, T. Ono, T. Shimokawa, Y. Hosokoshi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 91 ページ: 125104 (1-5)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.91.125104
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] S=1/2 ferromagnetic-antiferromagnetic alternating Heisenberg chain in a zinc-verdazyl complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Hironori Yamaguchi, Yasuhiro Shinpuku, Tokuro Shimokawa, Kenji Iwase, Toshio Ono, Yohei Kono, Shunichiro Kittaka, Toshiro Sakakibara, Yuko Hosokoshi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 91 ページ: 085117 (1-6)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.91.085117
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Field-Induced Quantum Criticality and Universal Temperature Dependence of the Magnetization of a Spin-1/2 Heisenberg Chain (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kono, T. Sakakibara, C. P. Aoyama, C. Hotta, M. M. Turnbull, C. P. Landee, and Y. Takano
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 114 ページ: 037202 (1-5)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.037202
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sharp magnetization jump at the first-order superconducting transition in Sr2RuO4 (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunichiro Kittaka, Akita Kasahara, Toshiro Sakakibara, Daisuke Shibata, Shingo Yonezawa, Yoshiteru Maeno, Kenichi Tenya, and Kazushige Machida
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 90 ページ: 220502(R) (1-5)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.90.220502
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetization and Specific Heat of the Cage Compound PrV2Al20 (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Araki, Y. Shimura, N. Kase, T. Sakakibara, A. Sakai, S. Nakatsuji
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 3 ページ: 011093 (1-5)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.3.011093
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetization Study of the Quantum Critical Behavior of the One Dimensional Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet CuPzN (2014)
  • 著者名/発表者名: Yohei Kono, Toshiro Sakakibara, Christopher Aoyama, Mark M. Turnbull, Christopher Landee, Yasumasa Takano
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 3 ページ: 012015 (1-5)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.3.012015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Low Temperature Magnetic Properties of Frustrated Quantum Spin Chain System Rb2Cu2Mo3O12 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukio Yasui, Ryuji Okazaki, Ichiro Terasaki, Masashi Hase, Masato Hagihala, Takatsugu Masuda, Toshiro Sakakibara
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 3 ページ: 014014 (1-6)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.3.014014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low Temperature Magnetization of Yb2Pt2Pb Along the Hard Magnetization Axis (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Shimura, Toshiro Sakakibara, Ken Iwakawa, Kiyohiro Sugiyama, Yoshichika Onuki
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 3 ページ: 014029 (1-6)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.3.014029
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Field-induced incommensurate phase in the strong-rung spin ladder with ferromagnetic legs (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaguchi, H. Miyagai, M. Yoshida, M. Takigawa, K. Iwase, T. Ono, N. Kase, K. Araki, S. Kittaka, T. Sakakibara, T. Shimokawa, T. Okubo, K. Okunishi, A. Matsuo, and Y. Hosokoshi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 ページ: 220402(R) (1-7)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.89.220402
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 正方晶PrZn11の一重項基底状態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 二宮博樹，佐藤嵩晃，松本裕司，大原繁男，河野洋平，橘高俊一郎，榊原俊郎
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] CuO2リボン鎖を持つCs2Cu2Mo3O12の磁気相図と磁気構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤村明央，安井幸夫，井川直樹，吉田幸彦，石垣徹，河野洋平，橘高俊一郎，榊原俊郎
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 重い電子系超伝導体CeCo(In1-xZnx)5の上部臨界磁場 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横山淳，藤村健司，川崎郁斗，天谷健一，河野洋平，榊原俊郎，池田陽一，吉沢英樹，近藤晃弘，金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 強磁性及び反強磁性相互作用から成る二層ハニカム格子m-Ph-(VpCl)2の低温物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬賢治，山口博則，小野俊雄，河野洋平，榊原俊郎，松尾晶，金道浩一，野口悟，飯田賢斗，石田武和，細越裕子
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 極低温高磁場下磁化測定によるS=1/2一次元鎖反強磁性体CuPzNの一次元性の検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野洋平，榊原俊郎，C. P. Aoyama，堀田知佐，M. M. Turnbull，C. P. Landee，Y. Takano
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] フェルタジルラジカルとTCNQから成る新規電荷移動錯体の低温物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木裕太，山口博則，小野俊雄，細越裕子，河野洋平，橘高俊一郎，榊原俊郎
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 超伝導体Sr2RuO4の磁場方向を精密制御した極低温磁化測定及び磁気トルク測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笠原聡，橘高俊一郎，榊原俊郎，柴田大輔，米澤進吾，前野悦輝，天谷健一，町田一成
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] 希土類スピン正四面体系Ba3Yb2Zn5O11の極低温量子磁性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村健太，竹内徹也，河野洋平，榊原俊郎，中辻知，木村剛
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] 新規スピンラダー有機磁性体α-2-Cl-4-F-Vの低温物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野洋平，榊原俊郎，山口博則，濱田領平，細越裕子
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] S = 2 Mn錯体 o-Py-V・Mn(hfac)2の低温物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 新福泰弘，山口博則，小野俊雄，細越裕子，河野洋平，橘高俊一郎，榊原俊郎，川上貴資
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] 強磁性及び反強磁性相互作用が共存した新規有機磁性体m-Ph-(VpCl)2の構造と磁気特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬賢治，山口博則，小野俊雄，河野洋平，榊原俊郎，細越裕子
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] 重い電子系CeCoIn5のZn置換系における超伝導と磁性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山淳，藤村健司，川崎郁斗，天谷健一，河野洋平，榊原俊郎，池田陽一，吉澤英樹
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07