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Development of Kitaev Honeycomb Materials with Electric Conductivity

Kitaev导电蜂窝材料的研制

基本信息

批准号：
22H01180
负责人：
高木英典
金额：
$ 11.15万
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：
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

项目摘要

本課題では物質相開拓とプローブ開発の両面でキタエフ量子スピン液体の開拓研究を進展させることを目指している。最初に、予備研究で見出した候補物質のCu3SmTe3を研究対象とした。磁性状態の評価に耐える良質な結晶の育成に成功し、続いて磁化・比熱・単結晶NMR測定によりスピン液体ではなく1.2　K以下で反強磁性に転移することを決定した。しかし、単純なスピン1/2反強磁性体には当てはまらず、研究計画で後述するように未解明な点がいくつかある。これらがキタエフ物性に関連している証拠はないが、擬スピン1/2ランタノイド磁性の新しい展開の可能性として次年度に追求していきたい。異なるアプローチのキタエフ関連半金属状態として、CrSiTe3の高圧下磁性状態を研究している。CrSiTe3では3/2スピン間のキタエフ型相互作用の存在が理論予測されてきた。非静水圧条件下で行われた先行研究では、圧力印加による構造相転移（約9　GPa）と同時に強磁性絶縁体ー非磁性金属転移が生じることと、超伝導の発現が電気伝導測定から報告されていた。高圧下精密磁化測定技術を用いてより静水圧性の高い条件下で評価したところ、高い転移温度（>100 K）を持ち飽和磁気モーメントの小さい強磁性半金属状態が構造相転移を伴わずに6 GPa以上に現れることが判明した。キタエフ量子スピン液体の有力候補であるRuCl3の熱輸送現象の測定を行い、中性準粒子の量子振動であるとされた熱伝導率κxxの磁場依存性に現れる構造がフォノン熱伝導に由来し、磁場誘起相転移に伴う低エネルギー磁気励起によるフォノン散乱であることを明らかにした。一方、熱ホール効果の量子化については量子化と考えても矛盾はないが、他の寄与、例えばトポロジカルマグノン、フォノンを否定することはできない。

This topic is about the development of the quantum phase and the development of the quantum liquid. Initially, the candidate material Cu3SmTe3 was found in the preliminary study. Evaluation of magnetic state, resistance, crystallization, and determination of antiferromagnetism in liquids below 1.2 K. 1/2 antiferromagnets, which are pure, are not solved in the research plan described later. This is the first time that a new magnetic field has been developed. The magnetic state of CrSiTe3 under high pressure was studied. A Theoretical Prediction of the Existence of CrSiTe3/2 Type Interaction In non-hydrostatic conditions, the study of structural phase shift (about 9 GPa) and ferromagnetic dielectric phase shift (about 9 GPa) was carried out in advance. High pressure precision magnetization measurement techniques are used to evaluate hydrostatic properties under high pressure conditions, high temperature shift temperatures (>100 K), saturation magnetic properties, small ferromagnetic semimetallic states, structural phase shift, and detection above 6 GPa. Determination of thermal transport phenomena in the quantum liquid, quantum vibration of neutral quasiparticles, magnetic field dependence of thermal conductivity, magnetic field induced phase shift, magnetic excitation, scattering, etc. The quantization of a square, a thermal effect, a quantization of a contradiction, a transmission of a contradiction, and a transmission of a contradiction.