高圧合成を駆使したハニカム磁性体の非金属サイトの制御による新規量子相の開拓

通过高压合成控制蜂窝磁性材料中的非金属位点开发新的量子相

• 批准号: 22H01175
• 负责人: 今井 良宗
• 金额: $ 11.65万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01175/
• 关键词: 量子スピン液体; キタエフモデル; スピン軌道モット絶縁体; 金属絶縁体転移; キタエフ量子スピン液体; 高圧合成; スピン軌道相互作用; モット転移

研究計画にしたがって，今年度は配位子サイトを系統的に制御したルテニウムハライドに関して研究を行った．まず，高圧合成を用いて系統的にハロゲンサイトを変化させたRuX3 (X = Cl, Br, I)試料を作製した．合成時の条件を最適化した結果，従来は多結晶粉末試料しか得ることができなかったが，約500ミクロンの大きさの単結晶試料を作製することに初めて成功した．これは，精密な物性測定や異方性の評価を可能にするものであり，大きな進展と言える．次に，得られた試料に対して，電気抵抗率，磁化率，比熱の基礎物性測定を行った．その結果，RuBr3とRuI3との間で起こる金属絶縁体転移は１次転移であることを見出した．金属組成側から金属絶縁体転移が起こる組成に向かって電子比熱係数が増大していることから，ブリンクマンライス型の金属絶縁体転移が起こっていることが示唆される．また，反強磁性転移温度が組成に対して非単調に振る舞うことを明らかにした．これは，RuBr3に近い組成ではジグザグ型反強磁性を示すが，金属絶縁体転移付近の組成では異なる磁気構造を持つことを示唆している．また，理論的には，RuX3の配位子の影響を摂動論を用いて評価し，キタエフ相互作用やハイゼンベルク相互作用などの大きさに配位子の違いがどのように影響を与えるかを調べた．その結果，配位子サイトのスピン軌道相互作用の増大に伴い，強磁性的なキタエフ相互作用と同時に，３次近接ハイゼンベルグ相互作用が増強されることを示唆する結果を得た．

The research plan is to conduct research on the control of ligand transfer systems this year. High pressure synthesis of RuX3 (X = Cl, Br, I) samples was carried out using a system of high pressure synthesis. As a result of optimization of the synthesis conditions, the polycrystalline powder sample was successfully prepared from about 500 cubic meters of crystalline powder sample. This is the first time that a precise physical property determination or anisotropy evaluation has been carried out. For the second time, the electric resistivity, magnetic susceptibility, specific heat and basic physical properties of the sample were measured. As a result, RuBr3 and RuI3 have been separated from each other. Metal composition side: metal insulator transition: metal composition side: metal composition The antiferromagnetism shift temperature is composed of two parts. In this case, RuBr3 has a close composition, and the metal insulator has a close composition, and the magnetic structure has a close composition, and the metal insulator has a close composition. In addition, the theoretical analysis of RuX3 ligand interaction is carried out in the kinetic theory of RuX3 ligand interaction, and the theoretical analysis of RuX3 ligand interaction is carried out. As a result, the interaction between the ligand orbital and the ferromagnetic orbital increases, and the interaction between the ferromagnetic orbital and the ferromagnetic orbital increases.

项目成果

梯子型鉄系化合物BaFe2(S1-xTex)3の高圧下電気抵抗測定

梯型铁基化合物BaFe2(S1-xTex)3高压下电阻测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 川口航平;今井良宗;青山拓也;大串研也
• 通讯作者: 大串研也

New Kitaev spin liquid candidate ruthenium halides RuX3 (X = Br, I) with a honeycomb lattice

具有蜂窝晶格的新型 Kitaev 自旋液体候选卤化钌 RuX3 (X = Br, I)

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Imai;H. Fujihara;F. Sato;W. Yamada;T. Aoyama;K. Nawa;T. Hiraoka;R. Takahashi;D. Okuyama;Y. Shimizu;T. Ohashi;Y. Yamaji;M. Hagihala;S. Torii;H. Gotou;T. Kawamata;M. Kato;M. Itoh;T. J. Sato;and K. Ohgushi
• 通讯作者: and K. Ohgushi

Do electron distributions with orbital degree of freedom exhibit anisotropy?

具有轨道自由度的电子分布是否表现出各向异性？

• DOI: 10.1039/d1ma01113h
• 发表时间: 2022
• 期刊: Materials Advances
• 影响因子: 5
• 作者: Manjo Taishun;Kitou Shunsuke;Katayama Naoyuki;Nakamura Shin;Katsufuji Takuro;Nii Yoichi;Arima Taka-hisa;Nasu Joji;Hasegawa Takumi;Sugimoto Kunihisa;Ishikawa Daisuke;Baron Alfred Q. R.;Sawa Hiroshi
• 通讯作者: Sawa Hiroshi