多角的磁場制御下熱測定による分子性化合物の研究

多向磁场控制下分子化合物的量热研究

• 批准号: 11J01929
• 负责人: 福岡 脩平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J01929/
• 关键词: 有機導体; π-d系; 超伝導; 熱測定; キラル磁性体; 金属錯体; πd系; 磁気転移; 反強磁性

本研究は主に熱測定を用いて、キラル磁性体、および有機磁性超伝導体の示す物性現象の発見およびその発現機構の解明を目的としている。研究の最終年度である今年度は特に有機磁性超伝導体κ-BETS_2FeBr_4塩の磁気秩序と共存した超伝導状態を熱的観点から検証すること、これまでのBETS塩の研究で見出した磁気転移温度以下で現れる熱容量のhump構造について詳細に調べることに重点をおいた。これらの結果を包括的に議論し、π-d系ならではの特徴を明らかにすることを目指した。磁気秩序と共存した超伝導状態の検証のため、磁場印加方向を数°単位で厳密に制御できる熱量計を開発し、それを用いてκ-BETS_2FeBr_4の熱測定を行った。その結果、超伝導転移に由来する熱異常を検出することに初めて成功し、超伝導と磁気秩序がバルクとして共存していることを示した。また、伝導面内磁場印加下での超伝導転移の振る舞いについて検証を行い、超伝導転移温度が面内磁場に対して強い異方性を示すことを明らかとした。解析の結果、この超伝導転移の異方性はd電子系の磁気秩序の異方性と対応しており、d電子系の磁場印加による磁気状態の変化がπ電子系の超伝導状態に敏感に影響を与えていることを示した。この結果はπ-d相互作用の効果がπ電子系が金属、超伝導状態であっても強く現れることを示した重要な結果である。また、前年度までに我々は, κ-BETS_2FeCl_4塩、κ-BETS_2FeBr_4塩が磁気転移温度以下で磁気熱容量にhump構造を示すことを見出した。本年度はκ塩と同種のhump構造を示すことがすでに報告されているλ-BETS_2FeCl_4塩の磁場下での詳細な熱測定を行い、K型塩の結果との比較、議論を行った。その結果、K型、λ型両塩の熱容量の振る舞い、相挙動には共通性があることを見出した。この結果は強いπ-d相互作用を有するBETS塩の物性を包括的に理解できる可能性を示した重要な結果である。

这项研究主要使用热测量来发现手性磁体和有机磁性超导体表现出的物理现象，并阐明其表达的机制。今年，研究的最后一年，重点是验证超导状态与有机磁性超导体κ-bets_2febr_4盐的磁序，并详细介绍在先前对赌注盐的研究中发现的磁性温度下方的热容量的驼峰结构。这些结果以全面的方式讨论，旨在阐明π-D系统的独特特征。为了验证与磁性共存的超导状态，开发了量热仪，可以精确控制磁场施用方向以几个度的单位，并使用κ-BETS_2FEBR_4的热测量值。结果，它首次成功地检测由超导过渡引起的热异常，这表明超导性和磁性在批量上共存。此外，验证了在平面磁场的应用下超导过渡的行为，并揭示了超导转变温度相对于平面磁场表现出较强的各向异性。分析表明，超导过渡的各向异性对应于D-电子系统的磁序的各向异性，并且由于应用D电子系统的磁场的应用而敏感地影响了π-电子系统的超导电状态，因此磁性磁场的变化。该结果表明，即使在π电子系统的金属或超导状态下，π-D相互作用的效果也得到了强烈表达。此外，到上一年，我们发现κ-bets_2fecl_4盐和κ-bets_2febr_4盐在磁性过渡温度以下表现出以磁热容量为单位的驼峰结构。今年，在λ-bets_2fecl_4盐的磁场下进行了详细的热测量，据报道，该盐表现出与Kappa盐相似的驼峰结构，并与K型盐的结果进行了比较和讨论。结果，发现热容量的行为与K型和λ型盐的相位行为之间存在共同点。该结果表明了对具有强性π-D相互作用的BETS盐的物理特性的全面理解的可能性。

项目成果

Magnetic heat capacities of κ-(BETS)_2FeBr_4 measured by a micro-chip calorimeter

微芯片热量计测量κ-(BETS)_2FeBr_4的磁热容

• 发表时间: 2012
• 期刊: physica status solidi (c)
• 作者: T. Fukui;M. Yoshimura;et al.;中野雄史;Masatoshi Yoshimura;Masatoshi Yoshimura;吉村 正利;佃 麻美;吉村正利;佃麻美;吉村正利;佃麻美;Aksorn Saengtienchai;Guoyang Guan;Shuhei Fukuoka
• 通讯作者: Shuhei Fukuoka

面内磁場下におけるκ-(BETS)_2FeX_4 (X=Cl, Br)の熱的研究

κ-(BETS)_2FeX_4 (X=Cl, Br)在面内磁场下的热研究

• 发表时间: 2012
• 作者: T. Fukui;M. Yoshimura;et al.;中野雄史;Masatoshi Yoshimura;Masatoshi Yoshimura;吉村 正利;佃 麻美;吉村正利;佃麻美;吉村正利;佃麻美;Aksorn Saengtienchai;Guoyang Guan;Shuhei Fukuoka;渡邉研右;福岡 脩平;Kensuke WATANABE;河田みなみ;渡邉研右;福岡脩平
• 通讯作者: 福岡脩平

Thermodynamic Natures of Magnetic Field Induced Phase Transition in Chiral Magnets

手性磁体中磁场诱导相变的热力学性质

• 发表时间: 2012
• 作者: S. Fukuoka;S. Yamashita;T. Yamamoto;Y. Nakazawa;H. Higashikawa;and K.Inoue
• 通讯作者: and K.Inoue

Heat Capacity Measurements of Magnetic Conductor κ-(BETS)_2FeX_4

磁导体κ-(BETS)_2FeX_4的热容量测量

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Fukui;M. Yoshimura;et al.;中野雄史;Masatoshi Yoshimura;Masatoshi Yoshimura;吉村 正利;佃 麻美;吉村正利;佃麻美;吉村正利;佃麻美;Aksorn Saengtienchai;Guoyang Guan;Shuhei Fukuoka;渡邉研右;福岡 脩平;Kensuke WATANABE;河田みなみ;渡邉研右;福岡脩平;Shuhei Fukuoka;Shuhei Fukuoka
• 通讯作者: Shuhei Fukuoka