Research of new frustrated magnetism realizing on breathing kagome lattice antiferromagnet

呼吸戈薇晶格反铁磁体新型受抑磁实现研究

• 批准号: 19J14391
• 负责人: 石井 裕人
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo (2020)Hokkaido University (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14391/
• 关键词: ブリージングカゴメ反強磁性体; 幾何学的フラストレーション; 磁化プラトー; 超強磁場科学; スピン液体

本年度は、Li2Cr3SbO8に対し、一巻きコイルを用いて100テスラを超える磁場での磁化測定、磁歪測定、また電磁濃縮法を用いたさらに強磁場までの磁歪測定を行った。磁化測定は2.3Kで行い、これまでの4.2Kでの結果と比較すると1/3磁化プラトーの下部臨界磁場における磁化の増大がわずかに強調されることを確認した。これは温度を下げることで1/3磁化プラトーへの転移がより明瞭になることを意味している。磁歪測定からは、1/3磁化プラトーの転移磁場において磁歪にも異常があることが明らかとなり、スピン格子結合の存在が示唆される結果が得られた。そして、電磁濃縮法を用いた磁歪測定により1/3磁化プラトーの上部臨界磁場が215テスラ程度であることが明らかとなった。この磁化プラトーの幅はこれまでの研究でわかっている磁気相互作用の大きさなどと同程度のエネルギースケールであり、本系で実現している磁場誘起相の理解、また磁気モデルの完全解明に極めて重要な結果である。それらに加え、非破壊型パルスマグネットを用いて1/9磁化プラトーの温度依存性を調べ、1/9磁化プラトーが昇温と共に傾きを持っていき、ゼロ磁場の磁気転移温度4.3Kより遥かに高温である25Kまでその特徴を残すことを明らかにした。以上の結果は、Li2Cr3SbO8においてフラストレーション、ブリージング異方性に加えてスピン格子結合を考慮する必要性、また温度磁場相図の一端を明らかにした結果であり、本系の磁性の考察への大きな足掛かりとなる。L2Cr3SbO8の単結晶化、関連物質L2Mn3SbO8、Li2Fe3SbO8粉末試料の純良化と詳細な構造決定に関しては本年度に大きく進展させることはできなかった。それらは今後の課題として取り組み続けていく予定である。

今年，我们使用单匝线圈在超过100特斯拉的磁场中对Li2Cr3SbO8进行了磁化和磁致伸缩测量，并使用电磁集中法在更强的磁场中进行了磁致伸缩测量。磁化强度测量是在 2.3K 下进行的，与之前在 4.2K 下的结果相比，我们确认 1/3 磁化平台的较低临界磁场中的磁化强度略有增加。这意味着降低温度会使向 1/3 磁化平台的过渡更加明显。磁致伸缩测量表明，1/3磁化平台的过渡场存在磁致伸缩异常，表明自旋晶格耦合的存在。使用电磁集中法的磁致伸缩测量表明，1/3磁化平台的上临界磁场约为215特斯拉。该磁化平台的宽度与先前研究中已知的磁相互作用的大小处于相同的能量尺度，了解该系统中实现的磁场感应相并充分阐明磁模型非常重要。极其重要的结果。此外，我们使用无损脉冲磁体研究了1/9磁化平台的温度依赖性，发现1/9磁化平台随着温度升高具有斜率，并且远高于磁转变零磁场下的4.3K温度表明该特性一直保持到25K的高温。上述结果阐明了Li2Cr3SbO8中除了挫败和呼吸各向异性之外还需要考虑自旋晶格耦合，也阐明了部分温度-磁相图，这将极大地有助于该体系磁性的考虑。一个立足点。今年我们在L2Cr3SbO8的单晶、有关物质L2Mn3SbO8和Li2Fe3SbO8粉末样品的纯化和详细结构测定方面并没有取得太大进展。我们计划在未来继续解决这些问题。

项目成果

Field Induced Successive Phase Transitions in Classical J1-J2 Buckled Honeycomb Lattice Antiferromagnet Cs3Fe2Cl9

经典 J1-J2 屈曲蜂窝晶格反铁磁体 Cs3Fe2Cl9 中的场诱导连续相变

• 发表时间: 2019
• 作者: Iwabuchi R;Terahara K;Takahashi Y;Tsunetsugu-Yokota Y;山梨浩輝，西村冬威，明愛国;Y.Ishii,Y.Narumi,Y.Matsushita,T.Matsumoto,M.Oda,T.Kida,M.Hagiwara,and H.Yoshida
• 通讯作者: Y.Ishii,Y.Narumi,Y.Matsushita,T.Matsumoto,M.Oda,T.Kida,M.Hagiwara,and H.Yoshida

ブリージングカゴメ反強磁性体Li2Cr3SbO8の超強磁場磁歪

呼吸超强磁场磁致伸缩戈薇反铁磁材料Li2Cr3SbO8

• 发表时间: 2021
• 作者: 石井裕人;池田暁彦;厳正輝;小濱芳允;吉田紘行;松田康弘
• 通讯作者: 松田康弘

High-pressure synthesis, crystal structure, and magnetic properties of the Shastry-Sutherland-lattice oxides BaLn2ZnO5 (Ln = Pr, Sm, Eu)

• DOI: 10.1016/j.jssc.2020.121489
• 发表时间: 2020-09-01
• 期刊: JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY
• 影响因子: 3.3
• 作者: Ishii, Yuto;Chen, Jie;Yamaura, Kazunari
• 通讯作者: Yamaura, Kazunari

ブリージングカゴメ格子物質Li2M3SbO8(M=Mn,Fe)の合成と磁性

呼吸Kagome晶格材料Li2M3SbO8（M=Mn,Fe）的合成及磁性

• 发表时间: 2020
• 作者: 石井裕人;吉田紘行;小田研;山浦一成
• 通讯作者: 山浦一成