キタエフスピン液体候補物質におけるトポロジカル相転移探索

Kitayev 自旋液体候选材料中的拓扑相变搜索

基本信息

批准号：
20H02600
负责人：
水上雄太
金额：
$ 11.81万
依托单位：
Tohoku University (2021-2022)The University of Tokyo (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02600/
关键词：
キタエフ模型マヨラナ粒子比熱測定磁場角度回転トポロジカル相量子スピン液体マヨラナフェルミオントポロジカル転移微小単結晶トポロジカル相転移マヨラナ励起フラストレーション長時間緩和法比熱磁場角度回転比熱

项目摘要

本研究は、キタエフ模型において期待されるマヨラナ粒子のバルク状態の性質を調べることを目的としている。近年、キタエフ量子スピン液体候補物質であるalpha-RuCl3において、熱ホール効果を始めとしてマヨラナ粒子の存在を示す結果が報告されている。熱ホール効果は、マヨラナ粒子のエッジ流により生ずることが当初理論的に予測されており、その後実験的に報告された。一方、バルク・エッジ対応として、このエッジ状態に対するバルク状態が存在するが、そのバルク状態の詳細な励起構造はまだ明らかになっていなかった。本研究では、精密な比熱測定を磁場角度回転環境下で行うことで、マヨラナ粒子のバルク状態の磁場角度に対する励起構造変化を調べた。試料の磁場角度に対する高精度な変化を検出するためには、単一単結晶を対象とした測定が望ましく、その場合は高感度な熱量計が必要となる。本研究では、ナノグラム級試料に対して磁場角度回転環境下で測定可能な高感度な熱量計を構築し測定を行った。その結果、alpha-RuCl3においてa軸と等価な方向では、励起ギャップが開いている一方、b軸と等価な方向にはディラック型の分散を反映したギャップレスな励起が生ずることが明らかとなった。磁場を蜂の巣格子面内で角度変化させる場合においては、6つのギャップレスな方向を持つ6回対称性を持つ励起ギャップと、それを反映した比熱の振動が観測された。これは、キタエフ模型において予測されるマヨラナ粒子の励起ギャップと一致しており、そのバルク状態を実験的に明らかにしたと言える。一方、10T以上のより高磁場領域においてはキタエフ量子スピン液体状態から少し外れる振る舞いを観測しており、今後の研究によりその起源を明らかにする必要がある。

这项研究旨在研究Kitaev模型中预期的主要颗粒的大量状态。最近，已经报道了结果表明，在kitaev量子旋转液体的候选物质Alpha-Rucl3中存在Mayorana颗粒，包括热厅效应。从理论上讲，最初预测热大厅的效应将是由majora颗粒的边缘流动引起的，并随后在实验中报道。另一方面，尽管这种边缘状态作为散装边缘对应有一个庞大的状态，但批量状态的详细激发结构尚未得到揭示。在这项研究中，在磁场角旋转环境下进行了精确的特定热测量，以检查激发结构相对于Mayorana颗粒的块状状态的磁场角变化。为了检测到样品的磁场角度的高度准确的变化，需要在单个晶体上进行测量，在这种情况下，需要高度敏感的热量计。在这项研究中，我们构建了一个高度敏感的量热仪，可以在磁场角旋转环境和测量的纳米级样品中进行测量。结果，据揭示了激发差距以等效于Alpha-Rucl3中A轴的方向开放，但无间隙的激发反映了Dirac类型的分散，但在等于B轴的方向上发生。当磁场在蜂窝晶状体的平面内变化时，具有六个无间隙方向的激发间隙，并且观察到了反映这一点的特定热振动。这与Kitaev模型中预测的主要颗粒的激发差距相吻合，并且可以说是对其块状状态进行了实验揭示的。另一方面，在10T或更高的较高磁场区域中，行为略微偏离Kitaef量子自旋液态，未来的研究应阐明其起源。

项目成果

期刊论文数量（47）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

鉄系超伝導体Fe(Se,Te)におけるネマティック量子臨界点

铁基超导体Fe(Se,Te)中的向列量子临界点

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shiogai Junichi;Chida Takumaru;Hashimoto Kenichiro;Fujiwara Kohei;Sasaki Takahiko;Tsukazaki Atsushi;橋本顕一郎;K. Hashimoto;橋本顕一郎;橋本顕一郎;橋本顕一郎;橋本顕一郎;Kenichiro Hashimoto;橋本顕一郎;橋本顕一郎;石原滉大，六本木雅生，小林雅之，水上雄太，橋本顕一郎，酒井宏典，芳賀芳範，芝内孝禎;六本木雅生，石原滉大，水上雄太，星和久，水口佳一，橋本顕一郎，芝内孝禎;鵜飼柚希，笠原裕一，末次祥大，村山陽奈子，栗田伸之，田中秀数，橋本顕一郎，水上雄太，芝内孝禎，松田祐司;原澤龍平，田中桜平，水上雄太，栗田伸之，田中秀数，山田昌彦，藤本B，笠原裕一，松田祐司，Eun-Gook Moon，橋本顕一郎，芝内孝禎;今村薫平，田中桜平，水上雄太，原澤龍平，橋本顕一郎，栗田伸之，田中秀数，山田昌彦，藤本聡，松田祐司，E.-G. Moon，M. Konczykowski，芝内孝禎;長島椿，橋本嵩広，Sahand Najafzadeh，大内俊一郎，鈴木剛，福島昭子，笠原成，松田祐司，松浦康平，水上雄太，橋本顕一郎，芝内孝禎，辛埴，岡﨑浩三;橋本顕一郎;斎藤三樹彦，松浦康平，向笠清隆，杉村優一，大谷椋，邱明?，石田浩祐，大西由吾，水上雄太，橋本顕一郎，熊井玲児，郷地順，上床美也，芝内孝禎;向笠清隆，松浦康平，杉村優一，大谷椋，邱明?，斎藤三樹彦，石田浩祐，大西由吾，水上雄太，橋本顕一郎，郷地順，上床美也，芝内孝禎;石田浩祐，大西由吾，辻井優哉，向笠清隆，邱明?，斎藤三樹彦，松浦康平，杉村優一，水上雄太，橋本顕一郎，芝内孝禎
通讯作者：
石田浩祐，大西由吾，辻井優哉，向笠清隆，邱明?，斎藤三樹彦，松浦康平，杉村優一，水上雄太，橋本顕一郎，芝内孝禎

鉄系超伝導体FeSe1-xTexの圧力下電子相図

铁基超导体FeSe1-xTex压力下的电子相图

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shiogai Junichi;Chida Takumaru;Hashimoto Kenichiro;Fujiwara Kohei;Sasaki Takahiko;Tsukazaki Atsushi;橋本顕一郎;K. Hashimoto;橋本顕一郎;橋本顕一郎;橋本顕一郎;橋本顕一郎;Kenichiro Hashimoto;橋本顕一郎;橋本顕一郎;石原滉大，六本木雅生，小林雅之，水上雄太，橋本顕一郎，酒井宏典，芳賀芳範，芝内孝禎;六本木雅生，石原滉大，水上雄太，星和久，水口佳一，橋本顕一郎，芝内孝禎;鵜飼柚希，笠原裕一，末次祥大，村山陽奈子，栗田伸之，田中秀数，橋本顕一郎，水上雄太，芝内孝禎，松田祐司;原澤龍平，田中桜平，水上雄太，栗田伸之，田中秀数，山田昌彦，藤本B，笠原裕一，松田祐司，Eun-Gook Moon，橋本顕一郎，芝内孝禎;今村薫平，田中桜平，水上雄太，原澤龍平，橋本顕一郎，栗田伸之，田中秀数，山田昌彦，藤本聡，松田祐司，E.-G. Moon，M. Konczykowski，芝内孝禎;長島椿，橋本嵩広，Sahand Najafzadeh，大内俊一郎，鈴木剛，福島昭子，笠原成，松田祐司，松浦康平，水上雄太，橋本顕一郎，芝内孝禎，辛埴，岡﨑浩三;橋本顕一郎;斎藤三樹彦，松浦康平，向笠清隆，杉村優一，大谷椋，邱明?，石田浩祐，大西由吾，水上雄太，橋本顕一郎，熊井玲児，郷地順，上床美也，芝内孝禎;向笠清隆，松浦康平，杉村優一，大谷椋，邱明?，斎藤三樹彦，石田浩祐，大西由吾，水上雄太，橋本顕一郎，郷地順，上床美也，芝内孝禎
通讯作者：
向笠清隆，松浦康平，杉村優一，大谷椋，邱明?，斎藤三樹彦，石田浩祐，大西由吾，水上雄太，橋本顕一郎，郷地順，上床美也，芝内孝禎

FeSe1-xSx (x = 0.18)における高圧下77Se-NMR測定

FeSe1-xSx (x = 0.18) 高压下的 77Se-NMR 测量