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多重極限環境下NMR法を用いた強相関電子系の新奇な量子相と相転移の研究

利用NMR方法研究多种极端环境下强相关电子系统中的新型量子相和相变

基本信息

批准号：
10J08690
负责人：
山内一宏
金额：
$ 1.79万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization (2012)The University of Tokyo (2010-2011)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J08690/
关键词：
量子スピン系核磁気共鳴高圧実験高圧物性 5d遷移金属酸化物

项目摘要

本研究では、低温、高磁場、高圧などの極限環境下で出現する新奇量子相の研究を進めることが課題である。二次元直交ダイマースピン系SrCu2(BO3)2は、シャストリー・サザーランド模型と呼ばれるスピン模型のモデル物質として知られ、その基底状態は、常圧、零磁場の下では非磁性シングレットダイマー状態であるが、高磁場下においては磁化プラトー相が、2.4GPaの高圧下においては新奇磁気相が見出されている。本年度、我々はこのSrCu2(BO3)2の高圧下において見出された新奇磁気相をより詳細に理解するため、11B核のNMRスペクトルの詳細な圧力依存性を測定した。その結果、以前の高圧下NMR実験では見られていた、正方晶から斜方晶への構造相転移を示す11Bスペクトルの分裂は今回の実験では見られなかった。この結果は、昨年度SPring-8で行われた粉末X線回折実験において、明確な構造相転移が見られなかったことと整合している。従って、以前の高圧下NMR実験で見られた構造相転移は、静水圧性の低下などの外的要因によるものと考えられる。一方、非磁性ダイマーと磁気的ダイマーの共存を示すスペクトルの分裂は、前回と同様に観測された。正方晶を保持したまま非磁性ダイマーと磁気的ダイマーが共存する原因は現時点では不明だが、最近、歪んだシャストリー・サザーランド模型においてハルデン鎖的な振る舞いが理論的に予想されており、今回の実験結果との関連が期待される。

This study is aimed at the development of novel quantum phases in extreme environments such as low temperature, high magnetic field and high pressure. The two-dimensional orthogonal phase system SrCu2 (BO3)2 has a high magnetization phase under high magnetic field and a novel magnetic phase under high pressure of 2.4 GPa. This year, we have determined the detailed pressure dependence of SrCu2 (BO3)2 under high pressure by using 11B NMR. The results of previous high-pressure NMR studies show that the structural phase shift of tetragonal crystals and rhombic crystals is different from that of previous high-pressure NMR studies. The results show that the SPring-8 line of powder X-ray retrogradation is very clear, and the structural phase shift is very clear. In the past, NMR under high pressure showed that the structural phase shift was opposite, and the hydrostatic pressure was low. The blue shift of a square, non-magnetic disk shows that the disk is split and the front loop is the same. The reason for the blue shift of the square crystal is unknown, the nearest, the wrong, the wrong,