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Determination of topological quantum numbers and search for novel electronic phases in Kitaev quantum spin liquid materials

确定基塔耶夫量子自旋液体材料中的拓扑量子数并寻找新型电子相

基本信息

批准号：
21H01793
负责人：
橋本顕一郎
金额：
$ 11.65万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、キタエフ量子スピン液体物質において、マヨラナ粒子が発現する条件を明らかにし、さらにトポロジカル量子相を制御する実験手法を確立することである。そのためには、トポロジカル不変量(チャーン数)を実験的に決定することが必要不可欠である。すでに前年度までの研究により、キタエフスピン液体候補物質α-RuCl3において、磁場中比熱測定を12テスラ・ヘリウム3温度まで行うことで、マヨラナギャップの観測を通じて、チャーン数を実験に決定する手法を確立している(O. Tanaka et al., Nature Physics 18, 429-435 (2022))。当該年度は、さらに極低温・高磁場領域での実験を可能とするために、14テスラマグネット付きの無冷媒希釈冷凍機に、ピエゾ素子で駆動する3次元回転機構(attocube社製atto3DR)を組み合わせた磁場角度回転比熱測定システムを構築し、α-RuCl3において、磁場をb軸方向に高精度に合わせ、比熱測定を行った。その結果、200 mKまでギャップレスな励起が観測されることを明らかにした。これは、マヨラナ励起の特徴的な磁場印加方向依存性を反映したものであり、本実験結果はα-RuCl3において、マヨラナフェルミオン励起が存在することを強く示唆するものである。また、当該年度は、カイラル・マヨラナエッジ流をスピンゼーベック効果により検出するために、スピンゼーベック効果を低温まで測定できるシステムの構築を無冷媒12Tマグネットにおいて行った。

The purpose of this study is to clarify the conditions for the formation of quantum particles in liquid substances and to establish the methods for the control of quantum particles. The number of people who are in charge of the project is not limited to the number of people who are in charge. In the past year, the method for determining the specific heat of liquid candidate α-RuCl3 in magnetic field was established by the method for determining the specific heat of liquid candidate α-RuCl3 in magnetic field. Tanaka et al., Nature Physics 18, 429-435 (2022))。When this year, in the field of extremely low temperature and high magnetic field, it is possible to construct a three-dimensional return mechanism (atto3DR) for the combination of magnetic field angle return and specific heat measurement system, α-RuCl3, and magnetic field in the b-axis direction with high accuracy. The result is that at 200 mK, the temperature is higher than the normal temperature. The magnetic field direction-dependence of the excitation characteristics is reflected in the results of this study. During the year, the construction of the system without Freon-12T was carried out.

项目成果

期刊论文数量（38）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Involvement of structural dynamics in charge-glass formation in strongly frustrated molecular metals

结构动力学参与强受挫分子金属中电荷玻璃的形成

DOI：
10.1103/physrevb.105.l041114
发表时间：
2022
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Thomas Tatjana;Saito Yohei;Agarmani Yassine;Thyzel Tim;Lonsky Martin;Hashimoto Kenichiro;Sasaki Takahiko;Lang Michael;M?ller Jens
通讯作者：
M?ller Jens

電子線照射により不純物を導入した新奇カゴメ金属CsV3Sb5における輸送特性評価

电子束辐照引入杂质的新型 Kagome 金属 CsV3Sb5 输运性能评价