磁場誘起有機超伝導体における超伝導と磁性の特異な競合関係

磁场感应有机超导体中超导性和磁性之间独特的竞争关系

• 批准号: 10J10866
• 负责人: 秋葉 宙
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Toho University
• 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 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J10866/
• 关键词: 磁性有機伝導体; 磁場誘起超伝導; 金属-反強磁性絶縁体転移; 比熱測定; 磁化率測定; 磁場誘起有機超伝導体

有機伝導体λ-BETS_2FeCl_4は磁性と伝導の相転移がカップルした常磁性金属(PM)-反強磁性絶縁体(AFI)転移をT_<MI>=8.3Kで起こす。この系では局在Fe 3dスピンはAFI相でも大きなスピン自由度を残しているにもかかわらず、Feスピン濃度はπスピン系が作る内部磁場の強さとPM-AFI転移温度を決定していることが明らかになった。本年度はこの相転移におけるFeスピンやπ-d相互作用の役割を解明するため、良質な微小単結晶試料を用いた比熱測定を行った。1)PM-AFI転移近傍での内部磁場の成長過程 相転移直後でも大きなスピン自由度を残しているFeスピンエントロピーはπ電子系で形成される反強磁性の内部磁場の強さに敏感に依存する。特に転移近傍の温度領域では内部磁場の急激な成長の様子がFeエントロピーから定量的に見積もられ、PM-AFI転移における自発磁化の温度依存性が明らかになった。その結果、π電子系ではその低次元構造の影響を受け2次元反強磁性秩序を形成していることが転移の臨界現象から明らかとなった。このような低次元スピンゆらぎの大きな系で磁気転移を可能にするためには磁気異方性が重要であり、π-d相互作用による異方性の導入がPM-AFI転移実現の鍵である可能性を示した。2)π-d相互作用を系統的に変えた系のPM-AFI転移 FeCl_4対アニオンのClをBrに置換することでπ-d相互作用の強さを系統的に変えることができる。担当者はこの系のClとBrの割合を変えながら比熱と電気抵抗の温度依存性を詳細に調べた。比熱測定に関しては、本年度購入した高感度ナノボルトメータを導入することにより、単結晶(50μg)で比熱測定が可能になった。これによりPM-AFI転移温度で非常に鋭い比熱ピークを観測し、この相転移がπ-d相互作用の大きさに強く依存するものの、その不均一性の影響を受けないことがわかった。

有机导体λ-bets_2fecl_4引起顺磁金属（PM） - 抗铁磁绝缘子（AFI）过渡，其中磁和传导相变为t_ <mi> = 8.3k。在该系统中，尽管即使在AFI阶段，局部FE 3D旋转仍然保留了很大程度的自旋自由度，但据显示，Fe自旋浓度决定了由π旋转系统和PM-AFI过渡温度产生的内部磁场的强度。今年，为了阐明Fe自旋和π-D相互作用在此相变的作用，使用高质量的微观单晶样品进行了特定的热测量。 1）PM-AFI过渡Fe旋转熵附近的内部磁场的生长过程，即使相变过相变，该熵仍然是很大程度的自旋自由度，对π电子系统中形成的抗磁内磁场的强度很敏感。特别是，在过渡附近的温度区域中，从Fe熵进行了定量估计内部磁场的突然生长，从而揭示了PM-AFI过渡期间自发磁化的温度依赖性。结果，由于其低维结构的影响，π电子系统形成了二维抗势磁性秩序，从过渡的关键现象中揭示了这一点。磁各向异性对于在具有较大的低维自旋波动的此类系统中实现磁过渡很重要，并且已经表明，通过π-D相互作用引入各向异性是实现PM-AFI过渡的关键。 2）在系统中通过用BR替换FECL_4的系统更改π-D相互作用的系统中的PM-AFI过渡，可以系统地改变π-D相互作用的强度。负责人详细研究了特定热和电阻的温度依赖性，同时改变了该系统中CL和BR的比率。关于特定的热量测量，通过引入今年购买的高敏感纳米伏算计，可以用单晶（50μg）进行特定的热量测量。这观察到在PM-AFI过渡温度下具有非常尖锐的特异性热峰，并发现尽管该相变强大取决于π-D相互作用的幅度，但它不受其异质性的影响。

项目成果

λ(BETS)系の常磁性金属-反強磁性絶縁体転移II

λ(BETS)系统II中的顺磁金属-反铁磁绝缘体转变

• 发表时间: 2011
• 作者: Ikeshita-Yamazoe;H;Kiyono;S;Kawai;T;Kimura;M;Yoshida;S.;秋葉宙
• 通讯作者: 秋葉宙

Thermodynamic Properties of λ-(BETS)_2FeCl_4 System

λ-(BETS)_2FeCl_4体系的热力学性质

• 发表时间: 2010
• 作者: 清野すみれ;山添花恵;木村美幸;吉田征二;河合隆史;秋葉宙
• 通讯作者: 秋葉宙

Paramagnetic Metal-Antiferromagnetic Insulator Transition of λ-BETS_2Fe_xGa_<1-x>Cl_4 System

λ-BETS_2Fe_xGa_<1-x>Cl_4体系的顺磁金属-反铁磁绝缘体转变

• DOI: 10.1143/jpsj.81.053601
• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: H.Akiba;H.Sugawara;K.Nobori;K.Shimada;N.Tajima;Y.Nishio;K.Kajita;B.Zhou;A.Kobayashi;H.Kobayashi
• 通讯作者: H.Kobayashi

λ-(BETS)_2FeCl_4の常磁性金属-反強磁性絶縁体転移の磁場効果

磁场对λ-(BETS)_2FeCl_4中顺磁金属-反铁磁绝缘体转变的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: 山添花恵;清野すみれ;木村美幸;吉田征二;河合隆史;秋葉宙
• 通讯作者: 秋葉宙

Magnetic Field Effect on Antifferomagnetic Insulating State of λ-(BETS)_2FeCl_4

磁场对λ-(BETS)_2FeCl_4反铁磁绝缘态的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: Ikeshita-Yamazoe;H;Kiyono;S;Kawai;T;Kimura;M;Yoshida;S.;秋葉宙;Yamazoe(Ikeshita) Hanae;山添(池下)花恵;秋葉宙
• 通讯作者: 秋葉宙