トポロジカル絶縁体におけるスピンロックの検出

拓扑绝缘体中自旋锁的检测

• 批准号: 15J05303
• 负责人: 松井 一樹
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J05303/
• 关键词: トポロジカル絶縁体; NMR; μSR; μＳＲ; スピンロック; ＮＭＲ

これまで測定を行ってきたトポロジカル絶縁体試料の表面磁化については，施設の検出限界内では観測できなかった．この原因は実験を行ったPSI研究所（スイス）の測定精度が公称値よりも遥かに低く，重要な表面数ナノメートル領域を低エネルギーミュオンで見ようとすると大きなアーティファクトが生じたためである．なお，このこと自体，施設側も認識していなかった新しい発見である．本系のように生じる磁化が微小であると見積もられる場合は特に，ミュオン停止位置の詳細な解析かそれに相当する解析の手法を確立する必要がある．そのため，本年度は主にμSRを用いて研究が進められておりNMRによる相補的な検証が進められている，3次元相関のあるダイマー系NH4CuCl3について研究を進め，今後必要になるμSRスペクトルの解析方法についての知見を得た．NH4CuCl3は零磁場でギャップレスであり，磁場印加に応じてギャップが開閉することで二段階の磁化プラトーを持つ点が特徴である．我々は強磁場μSR・1H-NMRによって検証を試みた．単結晶試料を用い，TF-μSR測定についてはPSIのHAL9500において， NMRについては本研究室の超伝導マグネットを用いて，いずれも8 Tの強磁場下までの磁場範囲において測定を行い，プラトー内外の内部磁場の変化の温度・磁場依存性を調べた．NMRスペクトル測定により，結晶学的に等価だったダイマーが磁気的に非等価になっていることが明らかとなった．また，横磁化の秩序化があることも明らかになった．NMRスペクトルの解析から得られた磁気構造をもとにμSR測定の結果を解析したところ，ミュオンは陰イオンサイト近傍に停止して内場をプローブしているとして矛盾がないことが分かった．NMRとμSRを相補的に用いることにより，ミュオンの停止位置について，解析の指針が得られた．

こ れ ま で measurement line を っ て き た ト ポ ロ ジ カ ル never try body sample の surface magnetizing に つ い て は, facilities の 検 within the limit で は 観 measuring で き な か っ た. Line こ の reason は be 験 を っ た PSI institute (ス イ ス) の が nominal measurement precision numerical よ り も remote か に low く, several important な surface ナ ノ メ ー ト ル field を low エ ネ ル ギ ー ミ ュ オ ン で see よ う と す る と big き な ア ー テ ィ フ ァ ク ト が raw じ た た め で あ る. Youdaoplaceholder0, <s:1> <s:1> と と self, the construction side of と recognizing て な な った った new discoveries である. The department の よ う に raw じ る magnetized tiny で が あ る と see product も ら れ る occasions は に, ミ ュ オ ン stop position の detailed analytical か な そ れ に quite す る parsing の gimmick を establish す る necessary が あ る. そ の た め, this year's は に Lord mu SR を with い が て research into め ら れ て お り NMR に よ る phase of な 検 card が into め ら れ て い る, 3 dimensional phase masato の あ る ダ イ マ ー department NH4CuCl3 に つ い を into め て research, the future need に な る mu SR ス ペ ク ト ル の parsing methods に つ い て の knowledge を た. NH4CuCl3 は zero magnetic field で ギ ャ ッ プ レ ス で あ り, magnetic Inca に 応 じ て ギ ャ ッ プ が open closed す る こ と で two Duan Jie の magnetization プ ラ ト ー を hold つ point が, 徴 で あ る. I 々 々 strong magnetic field μSR · 1H-NMRによって検 certify を test みた. 単 crystal sample を い, TF - mu SR determination に つ い て は PSI の HAL9500 に お い て, NMR に つ い て は our lab の super 伝 guide マ グ ネ ッ ト を with い て, い ず れ も 8 T の under strong magnetic field ま で の magnetic field fan 囲 に お い て determination を い, Youdaoplaceholder0 プラト internal and external <s:1> internal magnetic field <e:1> transformation <e:1> temperature · magnetic field dependence を modulation べた. Determination of NMR ス ペ ク ト ル に よ り, crystallography に etc 価 だ っ た ダ イ マ ー が magnetic 気 価 に unequal に な っ て い る こ と が Ming ら か と な っ た. Youdaoplaceholder0, transverse magnetization of order がある と clarification ら になった になった. NMR ス ペ ク ト ル の parsing か ら have ら れ た magnetic 気 tectonic を も と に mu SR determination results の を parsing し た と こ ろ, ミ ュ オ ン は Yin イ オ ン サ イ ト nearly alongside に stop し て diamond を プ ロ ー ブ し て い る と し て contradiction が な い こ と が points か っ た. NMR と mu SR を phase of に with い る こ と に よ り, ミ ュ オ ン の stop position に つ い て, parsing が の Pointers to ら れ た.

项目成果

High field 1H-NMR study around a 1/4 plateau of quantum spin dimer system NH4CuCl3

量子自旋二聚体系统 NH4CuCl3 1/4 平台周围的高场 1H-NMR 研究

• DOI: 10.1088/1742-6596/828/1/012011
• 发表时间: 2017
• 期刊: IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series
• 作者: K. Matsui;M. Fujisawa;H. Tanaka;R. Scheuermann and T. Goto
• 通讯作者: R. Scheuermann and T. Goto

19F-NMR study on the Equilateral Triangular Spin Tube CsCrF4

等边三角形自旋管CsCrF4的19F-NMR研究

• DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.094
• 发表时间: 2015
• 期刊: 20th International Conference on Magnetism, ICM 2015
• 作者: Kazuki Matsui;Takayuki Goto;Hirotaka Manaka;and Yoko Miura
• 通讯作者: and Yoko Miura

The magnetic structure on the ground state of the equilateral triangular spin tube

等边三角形自旋管基态磁结构

• DOI: 10.1007/s10751-016-1330-5
• 发表时间: 2016
• 期刊: Hyperfine Interact
• 作者: K. Matsui;T. Goto;H. Manaka;Y. Miura
• 通讯作者: Y. Miura

133Cs-NMR study on aligned powder of competing spin chain Cs2Cu2Mo3O12

竞争自旋链Cs2Cu2Mo3O12取向粉末的133Cs-NMR研究

• 发表时间: 2017
• 作者: A. Yagi;K. Matsui;○ T. Goto;M. Hase and T. Sasaki
• 通讯作者: M. Hase and T. Sasaki

Low-energy μSR study on the thin-film of tetradymite topological insulator Bi1.5Sb0.5TeSe2

辉辉石拓扑绝缘体Bi1.5Sb0.5TeSe2薄膜的低能μSR研究

• 发表时间: 2016
• 作者: K. Matsui;T. Goto;Tu Ngoc Han;Yoichi Tanabe;Katsumi Tanigaki
• 通讯作者: Katsumi Tanigaki