研究課題
X[Pd(dmit)2]2系では、カチオンXの種類により反強磁性秩序状態，電荷秩序状態に加えて一切の長距離秩序を示さない特異な基底状態である量子スピン液体が実現する。この量子スピン液体の励起構造はギャップレスであることが報告されているが、なぜスピンギャップが存在しない状態が正三角格子からずれた系で実現するかについては明らかになっていない。本研究では、ギャップレスな励起構造を持つ量子スピン液体が相として存在する可能性に着目し、前年度までに三角格子性をコントロールしたXY[Pd(dmit)2]2混晶塩の熱容量を系統的に測定した。ギャップレスな励起の詳細は、低温熱容量の温度比例項の係数γの絶対値と磁化率の値の関係性より考察できる。反強磁性―量子スピン液体混晶系では、γの絶対値が反強磁性成分の増加に伴い僅かに減少し、反強磁性―量子スピン液体境界で急激に減少した。量子スピン液体―電荷秩序混晶系では、電荷秩序成分の増加に伴いγの値が上昇し、相境界近傍で急激に減少した。これらの挙動は、量子スピン液体物質を含まない反強磁性―電荷秩序混晶系で再現され、量子スピン液体が本質的に相として振る舞っていることを明らかにしてきた。反強磁性―量子スピン液体相境界においては、1 K以下で温度低下に伴う急激な磁気熱容量の増大を観測し、量子臨界現象の可能性を発見した。研究の最終年度にあたる本年度は、主として、これまでに測定した物質のキャラクタリゼーションおよび磁化率に不純物スピンのような挙動が見られないかを調べ、上述した相挙動および臨界現象が電子構造と密接に結びついた現れる本系の量子スピン液体の本質的な特徴であることを確認した。
レポート中に研究紹介記事あり。ただし、一部結果については論文発表後に一般公開予定。
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すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)
Journal of Thermal Analysis and Calorimetry
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