フラストレート反強磁性体における量子スピン液体状態の研究

受抑反铁磁体中量子自旋液态的研究

• 批准号: 13J01100
• 负责人: 渡邊 大樹
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01100/
• 关键词: スピン液体; 熱ホール効果; カゴメ反強磁性; 熱測定; 極低温; 量子スピン液体; スピノンのフェルミ面; Volborthite; フラストレート反強磁性体

磁気秩序のないスピン系における熱ホール効果は理論的に期待されていたが、実際熱ホール効果が観測できるかは実験的に明らかにされてはいなかった。スピン液体における熱ホール効果の測定が行われた物質として、例えばEtMe3Sb[Pd(dmit)2]2、Tb2Ti2O7がある。前者では測定誤差の範囲内で熱ホール効果は確認できておらず、後者では熱ホール効果が観測できたものの、測定温度がスピン系の交換相互作用のスケールよりも大きく、スピン液体相のもつスピン相関と熱ホール効果の関連性が不明であった。そこで、私たちは、EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2の測定時よりも小さなホール角でも観測できるよう装置を改良した。試料以外の熱ホール効果を抑えるために試料の熱浴には熱伝導率の高い絶縁体であるフッ化リチウムを用い、試料には熱流と平行の方向に10～20％程度もの温度差がつく程度の大きな熱流を流した。これらの工夫により1/1000倍小さな熱ホール角でも測定できるまでに装置を改良することができた。さらに、交換相互作用の大きさが60 K程度であり、測定温度を変化させることで高温のスピン相関のない常磁性相から、スピン相関の発達したスピン液体相、さらに低温での磁気秩序相までアクセスできるボルボサイトを測定試料に用いることで、スピン相関と熱ホール効果の関係を観察した。その結果、有限の熱ホール効果を観測することができた。熱ホール伝導度は交換相互作用の温度スケールよりも高温の領域では0で、試料を冷却していくにつれて負の値になる。また磁化率がピークを持つ温度で熱ホール伝導度も同様にピークをもつ。これらの結果は、熱ホール効果を担うキャリアがスピン励起であり、磁場によって流れが曲げられるエキゾチックなものであることを示している。この成果をまとめた論文は現在査読中である。

The magnetic field is in the middle of the heat wave, and the heat wave is in the middle of the heat wave. For example, EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 and Tb 2Ti 2O 7 can be used to measure the temperature of the liquid. The former is a measurement error range, the latter is a measurement error range, the latter is a measurement error range, the measurement temperature range is a measurement error range, the measurement temperature range, the measurement temperature range is a measurement temperature range, the measurement temperature range is a measurement temperature range, the measurement temperature range, the The measurement time of EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 was improved. The thermal conductivity of the sample in the thermal bath is high, and the thermal conductivity of the sample in the thermal bath is high. The thermal conductivity of the sample in the thermal bath is high. The thermal conductivity of the sample is high. The thermal conductivity The time is 1/1000 times smaller than the measurement time. In addition, the exchange interaction between high temperature and low temperature is up to 60 K, and the correlation between high temperature and low temperature is observed. The result is that there is a limit to the number of hot spots. Thermal conductivity is the temperature of the exchange interaction, the temperature of the high temperature field is 0, the temperature of the sample is 0, and the temperature of the sample is 0. Susceptibility, temperature, conductivity, etc. The result of this is that the magnetic field is not stable. The results of this paper are now available.

项目成果

カゴメ格子フラストレート系ボルボサイトの熱輸送測定

Kagome 晶格的热传输测量受挫 沃尔沃现场

• 发表时间: 2015
• 作者: Takahiko Masuda;Hideaki Hara;Yuki Miyamoto;Susumu Kuma;Itsuo Nakano;Chiaki Ohae;Noboru Sasao;Minoru Tanaka;Satoshi Uetake;Akihiro Yoshimi;Koji Yoshimura;Motohiko Yoshimura;渡邊大樹，山下穣，下澤雅明，鈴木喜貴，石川孟，廣井善二，松田祐司
• 通讯作者: 渡邊大樹，山下穣，下澤雅明，鈴木喜貴，石川孟，廣井善二，松田祐司