Experimental verification of novel quantum liquid crystal states in spin dimer magnets

自旋二聚体磁体中新型量子液晶态的实验验证

• 批准号: 20K03834
• 负责人: 菊池 彦光
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03834/
• 关键词: 量子スピン; 量子液晶; 磁気的性質; スピンフラストレーション; 反強磁性; スピンダイマー; 磁性; 相転移; 磁気共鳴

従来の磁性体では電子スピンに起因する双極子的な磁気モーメントが秩序することで巨視的な磁性が発生する。最近、四つあるいはそれ以上の極から校正され る多重極モーメントに基づいた新しい状態(量子液晶状態)が生じる事が指摘され、従来磁性体には見られない性質が生じる可能性が期待されている。量子液晶 研究は、基礎分野のみならず、将来の量子力学応用技術においても重要な最先端研究分野であり、今後ますます広い領域に広がっていくと考えられる。量子液晶 状態の一つであるスピンネマティック状態がスピン対(スピンダイマー)から構成される磁性体において実現する理論的可能性が示されているが、実験的検証は なされていない。本研究は、S=1スピンダイマー化合物Cs3V2Cl9および関連化合物を用いてスピンネマティック状態実現の実験的確証を得ることである。本化合 物がネマティック相に対応する現実物質であることがわかれば、磁性研究全体に与える影響は非常に大きく、創造性がある研究成果が得られることが期待され る。本研究の独自性は、スピンネマティック状態という新規な状態を現実物質において見いだす点にある。特に、スピンダイマー系磁性体においてネマティック 相を見いだした例は全くない。我々はCs3V2Cl9の比熱を測定し、2温度における転移を観測し、高温側の転移がネマティック転移である可能性を示した。研究方法として、Cs3V2Cl9の良質な単結晶を合成し、スピン間の交換相互作用を決定し、得られた良質結晶を用いて、磁化率、磁化、比熱、強磁場磁化といった基本物性、核磁気共鳴、超音波分光測定による微視的測定を行う。スピンダイマー系におけるネマティック相の理論研究において世界的な成果をあげている国内の理論 グループとの情報交換を通して、スピンネマティック状態の解明を目指す。

The magnetic properties of the dipole due to the electron emission of the magnetic material Recently, the possibility of occurrence of new state (quantum liquid crystal state) in the base of magnetic substance is expected. Quantum liquid crystal research is the most important research field in the future. The theoretical possibility of realizing the quantum liquid crystal state in the magnetic body is shown in the experimental results. In this study, the compound Cs3V2Cl9 and related compounds were used to confirm the state of occurrence of S=1. This compound is very useful for the research of magnetic properties. This study was conducted on the basis of the results of the study. Special magnetic materials We want to show the possibility of measuring the specific heat of Cs3V2Cl9, observing the temperature shift, and the temperature shift on the high temperature side. Research methods: Synthesis of Cs3V2Cl9 fine crystals, determination of exchange interactions, determination of fine crystals, measurement of magnetic susceptibility, magnetization, specific heat, high magnetic field magnetization, basic physical properties, nuclear magnetic resonance, ultrasonic spectroscopy, and Weishi app. The information exchange between China and the rest of the world is the result of theoretical research on the development of science and technology, and the understanding of the development of science and technology.

项目成果

Magnetic Plateaux of the Frustrated Magnet, Pseudomalachite

受挫磁铁的磁性高原，伪孔雀石

• 发表时间: 2022
• 作者: Hikomitsu Kikuchi;Yutaka Fujii;Yuya Ishikawa;Akira Matsuo;Koichi Kindo;Utami Widyaiswariand Isao Watanabe
• 通讯作者: Utami Widyaiswariand Isao Watanabe

異方的コバルト化合物CoSeO3・2H2Oの磁化曲線

各向异性钴化合物CoSeO3·2H2O的磁化曲线

• 发表时间: 2022
• 作者: 菊池彦光;藤井裕;原茂生;高橋英幸;大久保晋;太田仁;松尾晶;金道浩一
• 通讯作者: 金道浩一

スピンダイマー磁性体Cs3V2Cl9の相転移に対する非磁性不純物効果

非磁性杂质对自旋二聚体磁性材料Cs3V2Cl9相变的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 菊池彦光;蔭山隆史;藤井裕
• 通讯作者: 藤井裕

ESRとNMRからみたS=1/2低次元反強磁性体Ca2Cu(OH)4[B(OH)4]2

S=1/2 低维反铁磁体 Ca2Cu(OH)4[B(OH)4]2 来自 ESR 和 NMR

• 发表时间: 2023
• 作者: 林哉汰;廣澤康平;倉知豊;丸山薫;石川裕也;浅野貴行;光藤誠太郎;菊池彦光;高橋英幸;長澤直生;山本孟;大道英二;大久保晋;太田仁;藤井裕
• 通讯作者: 藤井裕