• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

極限条件下の角度制御核磁気共鳴測定による量子相転移の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25287083
研究機関東京大学

研究代表者

瀧川 仁  東京大学, 物性研究所, 教授 (10179575)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード核磁気共鳴 / 量子相転移 / 極限条件 / 重い電子系 / 量子スピン系
研究実績の概要

本研究課題の主テーマの一つであるf電子系の研究に関しては、昨年度に引き続き、非磁性結晶場基底状態を持つPrTi2Al20に対して、Al核の核磁気共鳴(NMR)実験を行った。昨年度は、相転移を示す2K以下の低温においてNMR共鳴線が分裂する様子から、z二乗型の強四極子秩序が発生することを明らかにしたが、本年度はさらに、NMRスペクトルの温度・磁場依存性を詳細に測定することにより、四極子秩序に伴い、4f電子の電荷密度分布やスピン密度分布の微視的な変化が、Al原子核と4f電子の間の超微細相互作用を変化させていることの証拠を得た。このような効果が実験で観測される可能性は、これまで考えられておらず、今後のf電子系の研究において重要な実験手法となる可能性がある。
本課題のもう一つのテーマであるフラストレートしたスピン系について、以下のような進展があった。① 擬2次元正方格子上で最近接相互作用と次近接相互作用がフラストレートした化合物RbMoOPO4Clにおいて、PサイトのNMR測定を行い、低温でストライプ型の反強磁性秩序が発生することを明らかにした。一方、スピン・フロップ状態にある2テスラ以上の磁場下における、NMRスペクトルの角度依存性は単純なストライプ型反強磁性構造では説明がつかず、今後の課題となっている。②量子スピンアイス系の候補として最近注目されているパイロクロア酸化物Pr2Zr2O7に対して、ZrサイトのNMR測定を行った。Zrサイトの核磁気緩和率は磁場の方向や大きさに依存して、異方的な振る舞いを示す。特に磁場を[100]方向に印可した場合には、磁気励起にエネルギーギャップが生じ、ギャップが磁場に比例して増大するというスピンアイス系に特徴的な振る舞いが観測された。

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

非磁性結晶場基底状態を持つPrTi2Al20の研究に関しては、NMR測定から得られるAlサイトの内部磁場から、f電子系の四極子秩序に伴う電荷・スピン密度の微小な変化が決定できる可能性が発見され、予想外の展開を見せている。一方ではそのため、1K以下の極低温や高圧における測定は計画より遅れている。フラストレートしたスピン系に関しては、当初の計画になかった量子スピンアイス系Pr2Zr2O7の研究が進展している。

今後の研究の推進方策

昨年度と同様、「f電子系における多極子の秩序と揺らぎ」と「フラストレートしたスピン系における新規な量子状態」という二つのテーマに沿って研究を展開する。前者についてはPrTi2Al20のスピン密度の微視的な観測手法を確立し、多極子の揺らぎの定量的評価を試みる。後者に関しては極低温における量子スピンアイス系のダイナミクス、特にメタ磁性転移における臨界揺らぎの観測を試みる。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額の使用計画

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] フランス国立科学研究センター(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      フランス国立科学研究センター
  • [雑誌論文] Single crystal 27Al-NMR study of the cubic Γ3 ground doublet system PrTi2Al202016

    • 著者名/発表者名
      T Taniguchi, M Yoshida, H Takeda, M Takigawa, M Tsujimoto, A. Sakai, Y Matsumoto, and S Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Series

      巻: 683 ページ: 012016-1-9

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012016

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Site-selective 11B NMR studies on YbAlB42016

    • 著者名/発表者名
      S. Takano, M. S. Grbic, K. Kimura, M. Yoshida, M. Takigawa, E. C. T. O'Farrell, K. Kuga, S Nakatsuji. and H Harima
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Series

      巻: 683 ページ: 012008-1-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012008

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-Third Magnetization Plateau with a Preceding Novel Phase in Volborthite2015

    • 著者名/発表者名
      H. Ishikawa, M. Yoshida, K. Nawa, M. Jeong, S. Krämer, M. Horvatić, C. Berthier, M. Takigawa, M. Akaki, A. Miyake, M. Tokunaga, K. Kindo, J. Yamaura, Y. Okamoto, and Z. Hiroi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 114 ページ: 227202-1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.114.227202

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 91Zr NMRでみたPr2Zr2O7の局所磁性2016

    • 著者名/発表者名
      武田晃, 吉田誠, 瀧川仁, 木村健太A, 中辻知
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] ブリージングパイロクロア格子反強磁性体LiGa1-xInxCr4O8のNMR測定2015

    • 著者名/発表者名
      田中雄, 吉田誠, 瀧川仁, 岡本佳比古A, 中園敦巳, 広井善二
    • 学会等名
      2015日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] 一次元フラストレートJ1-J2磁性体NaCuMoO4(OH)におけるSDW秩序と異方的なスピンのゆらぎ2015

    • 著者名/発表者名
      那波和宏, 吉田誠, 瀧川仁, 岡本佳比古A, 廣井善二
    • 学会等名
      2015日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] PrTi2Al20における四極子秩序相とダイナミクスのNMRによる研究2015

    • 著者名/発表者名
      谷口貴紀, 吉田誠, 武田晃, 瀧川仁, 辻本真規, 松本洋介, 中辻知
    • 学会等名
      2015日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] 量子スピンJ1-J2正方格子物質AMoOPO4Cl (A = K, Rb)単結晶の磁性2015

    • 著者名/発表者名
      石川孟, 矢島健, 広井善二, 中村夏菜子, 吉田誠, 瀧川仁
    • 学会等名
      2015日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] S=1/2正方格子物質RbMoOPO4Clの磁気構造とスピンダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      中村夏菜子, 吉田誠, 瀧川仁, 石川孟, 廣井善二
    • 学会等名
      2015日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] 異方的三角格子κ-(ET)2B(CN)4における量子臨界性2015

    • 著者名/発表者名
      清水康弘, 小野聡大, 伊藤正行, 吉田誠A, 瀧川仁A, 大塚晃弘B, 矢持秀起B, 平松孝章C, 吉田幸大C, 齋藤軍治C, D
    • 学会等名
      2015日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] ボルボサイト低磁場相の磁気構造とスピンゆらぎ2015

    • 著者名/発表者名
      吉田誠, 山下穣, 山口明A, 瀧川仁, 石川孟, 山浦淳一B, 岡本佳比古C, 広井善二
    • 学会等名
      2015日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [備考] 瀧川研究室HP 業績

    • URL

      http://masashi.issp.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi