2010 Fiscal Year Annual Research Report
Project Area | Novel States of Matter Induced by Frustration |
Project/Area Number |
19052004
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
陰山 洋 京都大学, 工学研究科, 教授 (40302640)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上田 寛 東京大学, 物性研究所, 教授 (20127054)
益田 隆嗣 東京大学, 物性研究所, 教授 (90313014)
加倉井 和久 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 教授 (00204339)
川島 直輝 東京大学, 物性研究所, 准教授 (30242093)
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Keywords | フラストレーション / 量子スピン / 低次元 / 新物質 / 量子相転移 |
Research Abstract |
平成22年度も1、2、3次元の量子スピンフラストレート系の物質開拓を中心に研究を行った。主な研究成果は以下の5つである。(1)一次元フラストレート系に関しては、強磁性反強磁性一次元フラストレート鎖LiCuVO4の強磁場極低温下での中性子回折を行った結果、純粋な一次元鎖で予想されているボンドネマティック/SDW状態ではなく、ネマティック状態を色濃く残したままスピンが長距離秩序化した新しい状態が実現しているおり、これが弱い鎖間相互作用に起因することを明らかとした。(2)二次元フラストレート系に関しては、(CuCl)LaNb207の純良な単結晶の育成に成功した。粉末および単結晶試料を用いた(放射光)X線回折、中性子回折実験によって、従来、2次元正方格子フラストレート系(J1-J2モデル)と考えられてきた同物質が、強磁性シャストリーサザーランドモデルに対応することを明らかにした。非弾性中性子散乱実験によって、磁気励起もよく説明できることを示した。さらに、関連物質では初めてのS=1系に対応する(NiCl)Sr2Ta3010の合成に成功し、部分無秩序相の存在の可能性を示した。(3)3次元フラストレート系に関しては、クロムスピネルAC_2O_4において、400T域までの精密な磁化測定に世界に先駆けて成功し、磁化プラトーを含む特異な磁気相図を明らかにした。また、構造に幾何学的フラストレーションを有する擬ホランダイト物質ACr_5X_8の磁性を明らかにするとともにフラストレート効果を観測した。(4)理論的な主な成果は、テンソルネットワーク法を用いて,三角格子ハイゼンベルクモデルやJ1-J2モデルの基底状態を明らかにしたこと、また、鉄系超伝導母物質の磁性についてモデルをたて、その2段階転移の機構を解明したことである。
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Research Products
(69 results)
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[Journal Article] Ferromagnetically Coupled Shastry-Sutherland Quantum Spin Singlets in (CuCl)LaNb_2O_72010
Author(s)
C.Tassel, J.Kang, C.Lee, O.Hernandez Y.Qiu, W.Paulus, E.Collet, B.Lake, T.Guidi, M.-H.Whangbo, C.Ritter, H.Kageyama, S.-H.Lee
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Journal Title
Phys.Rev.Lett
Volume: 105
Pages: 167205/1-4
Peer Reviewed
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[Journal Article] Two-Dimensional S=1 Quantum Antiferromagnet (NiCl)Sr2Ta3O102010
Author(s)
Yoshihiro Tsujimoto, Atsushi Kitada, Yasutomo J.Uemura, Tatsuo Goko, Adam A.Aczel, Travis J.Williams, Graeme M.Luke, Yasuo Narumi, Koichi Kindo, Masakazu Nishi, Yoshitami Ajiro, Kazuyoshi Yoshimura, Hiroshi Kageyama
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Journal Title
Chem.Mater
Volume: 22
Pages: 4625-4631
Peer Reviewed
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[Journal Article] Structural and Magnetic Properties of the Oxyborate Co5Ti(O2BO3)22010
Author(s)
D.C.Freitas, R.B.Guimaraes, D.R.Sanchez, J.C.Fernandes, M.A.Continentino, J.Ellena, A.Kitada, H.Kageyama, A.Matsuo, K.Kindo, G.G.Eslava, L.Ghivelder
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Journal Title
Phys.Rev.B
Volume: 81
Pages: 024432/1-7
Peer Reviewed
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[Journal Article] Synthesis and Thermal Stability of the Solid Solution AFeO_2 (A=Ba, Sr, Ca)2010
Author(s)
Takafumi Yamamoto, Zhaofei Li, Cedric Tassel, Naoaki Hayashi, Mikio Takano, Masahiko Isobe, Yutaka Ueda, Kenji Ohoyama, Kazuyoshi Yoshimura, Yoji Kobayashi, Hiroshi Kageyama
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Journal Title
Inorg.Chem
Volume: 49
Pages: 5957-5962
Peer Reviewed
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[Journal Article] Universal Magnetic Structure of the Half-Magnetization Phase in Cr-Based Spinels2010
Author(s)
M.Matsuda, K.Ohoyama, S.Yoshii, H.Nojiri, P.Frings, F.Duc, B.Vignolle, G.L.J.A.Rikken, L.-P.Regnault, S.-H.Lee, H.Ueda, Y.Ueda
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Journal Title
Phys.Rev.Lett
Volume: 104
Pages: 047201/1-4
Peer Reviewed
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[Journal Article] Frustrated Magnetism and Cooperative Phase Transitions in Spinels2010
Author(s)
S-H.Lee, H.Takagi, D.Louca, M.Matsuda, S.Ji, H.Ueda, Y.Ueda, T.Katsufuji, J-H.Chung, S.Park, S-W.Cheong, C.Broholm
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Journal Title
J.Jpn.Soc
Volume: 79
Pages: 011004/1-14
Peer Reviewed
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[Journal Article] Magnetic Excitations in Infinite-Layer Antiferromagnetic Insulator2010
Author(s)
Keisuke Tomiyasu, Hiroshi Kageyama, Changhoon Lee, Mike H.Whangbo, Yoshihiro Tsujimoto, Kazuyoshi Yoshimura, Jon W.Taylor, Anna Llobet, Frans Trouw, Kazuhisa Kakurai, Kazuyoshi Yamada
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Journal Title
J.Phys.Soc.Jpn
Volume: 79
Pages: 034707/1-4
Peer Reviewed
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[Journal Article] Synthesis, Structural and Magnetic Properties of the Solid Solution (CuCl1-xBrx)LaNb2O7 (0<x<1)2010
Author(s)
Y.Tsujimoto, A.Kitada, H.Kageyama, M.Nishi, Y.Narumi, K.Kindo, Y.Kiuchi, Y.Ueda, Y.J.Uemura, Y.Ajiro, K.Yoshimura
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Journal Title
J.Phys.Soc.Jpn
Volume: 9(12)
Pages: 014709/1-4
Peer Reviewed
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[Presentation] ToF Inelastic Neutron Scattering Studies on Quantum Spin Systems(CuCl)LaA2O7 (A=Nb, Ta)-2011
Author(s)
Seiko Ohira-Kawamura, Kenji Nakajima, Yasuhiro Inamura, Yoshihiro Tsujimoto, Atsushi Kitada, Fumitaka Takeiri, Hiroshi Kageyama, Yoshitami Ajiro, Masakazu Nishi, Kazuhisa Kakurai
Organizer
International Conference on Frustration in Condensed Matter
Place of Presentation
仙台国際センター(宮城県)
Year and Date
20110111-20110112
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[Presentation] Ferromagnetically Coupled Shastry-Sutherland Quantum Spin Singlets in (CuCl)LaNb2O72011
Author(s)
C.Tassel, J.Kane, C.Lee, O.Hernandez, Y.Qiu, W.Paulus, E.Collet, B.Lake, T.Guidi, M.-H.Whangbo, C.Ritter, H.Kageyama, S.-H.Lee
Organizer
International Conference on Frustration in Condensed Matter
Place of Presentation
仙台国際センター(宮城県)
Year and Date
20110111-20110112
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[Presentation] Pressure-Induced Structural, Magnetic and Transport Transitions in Two-Legged Ladder Sr3Fe2O52011
Author(s)
Takafumi Yamamoto, Cedric Tassel, Yoji Kobayashi, Mikio Takano, Kazuyoshi Yoshimura, Hiroshi Kageyama, Takateru Kawakami, Hideto Yoshida, Takanori Kamatani, Yoshitaka Watanabe, Taku Okada, Takehito Okada, Takumi Kikegawa
Organizer
International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2011 (NS22011)
Place of Presentation
日本科学未来館(東京都)
Year and Date
2011-03-07
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[Presentation] Synthesis, Structure and Magnetic Properties of (Sr1-xBax)FeO22010
Author(s)
Takafumi Yamamoto, Naoaki Hayashi, Cedric Tassel, Takashi Saito, Mikio Takano, Kenji Ohoyama, Yuichi Shimakawa, Kazuyoshi Yoshimura, Hiroshi Kageyama
Organizer
Controlling the Structure and Properties of Solids, Pacifichem 2010
Place of Presentation
ハワイ(アメリカ合衆国)
Year and Date
2010-12-18
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[Presentation] Quadruple-Layered Perovskite (CuCl)Ca2NaNb4O13 : Unusual Octahedral Tilting and Absence of Magnetic Order2010
Author(s)
Atsushi Kitada, Yoshihiro Tsujimoto, Takafumi Yamamoto, Yoshitami Ajiro, Yasuo Narumi, Koichi Kindo, Adam A.Aczel, Yasutomo J.Uemura, Yoko Kiuchi, Yutaka Ueda, Kazuyoshi Yoshimura, Yoji Kobayashi, Hiroshi Kageyama
Organizer
Controlling the Structure and Properties of Solids, Pacifichem 2010
Place of Presentation
ハワイ(アメリカ合衆国)
Year and Date
2010-12-18
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