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強相関物質グループ

強相関物質グループでは、遷移金属酸化物などを対象として、異方的超伝導、巨大熱電応答、巨大磁気抵抗効果、マルチフェロイクスや、これに続く新規協力現象の発見とその物性発現機構の解明に関する研究に取り組んでいます。超高圧などの極限環境技術を利用することで、強い電子相関や電荷・スピン・軌道の自由度の交差相関が原因となって現れるユニークな物性機能を持つ新しい物質の開発を目指します。近年は従来の3d遷移金属酸化物に加え、4d, 5d電子系にも探索領域を拡げています。

研究対象

  • 新規超伝導体の探索
  • 新規磁性体の探索とその物性解明
  • 新規熱電材料の探索
  • 機能性セラミックスの電子伝導・磁気誘電効果などの解明
  • 遷移金属酸化物の新規結晶育成と結晶成長メカニズムの解明


主要設備等

ベルト型高圧合成装置


関連画像

最近の主要な成果等

新規イリジウム酸化物Ba2IrO4におけるJeff = 1/2スピン軌道モット状態の発見

層状ペロブスカイト型の新物質Ba2IrO4を合成することに成功し、この物質が「スピン軌道モット状態」という新しい磁気状態を示すことを確認しました。スピンと軌道が強く結合した擬スピンのクーパー対ができればユニークな超伝導状態が実現する可能性があることから、この系へのキャリアドーピングによる超伝導化が強く期待されています。

 



「図1 Ba2IrO4の結晶構造と擬スピンの2次元反強磁性秩序、及び、共鳴X線散乱によるKramers二重項状態の観測」の画像

図1 Ba2IrO4の結晶構造と擬スピンの2次元反強磁性秩序、及び、共鳴X線散乱によるKramers二重項状態の観測







空間反転対称性の破れた新規超伝導体SrAuSi3の発見

結晶構造に対称中心を持たない新しい超伝導体SrAuSi3 (TC = 1.6 K) を合成することに成功しました。一般に、このような空間反転対称性の破れた系ではクーパー対の波動関数のパリティが混合した異常な超伝導状態が期待されることから、電子状態の理解に関する研究を進めています。



「図2 SrAuSi3の結晶構造と走査電子顕微鏡像、及び、超伝導 (ゼロ電気抵抗) 特性」の画像

図2 SrAuSi3の結晶構造と走査電子顕微鏡像、及び、超伝導 (ゼロ電気抵抗) 特性






新規マルチフェロイクス物質RMnO3 (R = Ho, Er, Tm, Yb, Lu)

磁場誘起分極・電場誘起磁化を起こす新しいタイプのマルチフェロイクス物質の開発を目指しています。我々が6GPaの高圧下で新しく合成したRMnO3 (R = Ho, Er, Tm, Yb, Lu)が、E型反強磁性秩序相において巨大な強誘電分極を発生することを見いだしました。従来のスパイラル型磁気秩序とは異なる機構からのマルチフェロイクスの発現は、注目を集めています。



お問い合わせ先

強相関物質グループ
〒305-0044 茨城県つくば市並木1-1
TEL: 029-860-4509
E-Mail: ISOBE.Masaaki=nims.go.jp([ = ] を [ @ ] にしてください)
国立研究開発法人物質・材料研究機構
〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
TEL.029-859-2000 (代表)
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