ネットワーク型共同研究拠点を支える 人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス 研究者データベース

物質は温度や圧力によって様々な相を生じます。例えば、温度を下げれば気体は液体、固体へと変化します。同様に、磁性体も温度や圧力によって様々な磁気的な相を示します。各々の相を支配しているのは、電子のスピンや軌道です。通常は磁性体の温度を下げるとスピンの向きがバラバラの状態（気体）から規則正しく並んだ状態（固体）に相転移します。しかし、中には量子ゆらぎと呼ばれる「波」の性質が強く働いてスピン液体や液晶状態など特異な電子状態が実現する場合があると期待されています。

Materials exhibit various phases depending on their temperature and pressure. For instance, a gas transforms into a liquid and then a solid when it is cooled down. Similarly, magnetic materials exhibit various magnetic phases. What dominates these phases are spin and orbital momentum of electrons. When magnetic materials are cooled down, they transform from “a gaseous phase” with randomly oriented spins, to “a solid phase” where spins are aligned regularly. However, we can even expect that spin liquid or spin nematic phases should be realized due to a wave nature, so called as quantum fluctuations.

研究対象としているのは、スピンが一次元・二次元的なネットワークを組む低次元磁性体やスピン間の磁気的な相互作用が競合するフラストレート磁性体です。これらのモデル物質を自分で開発し、さらにそれらの物質を用いて中性子回折測定を行うことでスピン液体や液晶状態などの特異な量子状態における磁気構造や磁気励起を実証することを目指しています。

The target of this research is low-dimensional magnets, where spins are arranged in a one- or two dimensional network, and frustrated magnets, where magnetic interactions compete. We are aiming to prove exotic phases such as spin liquid or spin nematic phases experimentally by exploring new model compounds and performing neutron scattering experiments on them.