ISSP - The institute for Solid State Physics

Organization
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廣井研究室
教授
廣井 善二
助教
平井 大悟郎
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高温超伝導の発見とその後の研究の流れは、新物質の発見が如何に物性物理学に大きなインパクトを与えるかを如実に示した。その波紋は超伝導研究のみならず、強相関電子系一般における局在-非局在の概念の確立や磁性と伝導性の興味深い相関の研究へと大きな広がりを見せている。新物質探索を通して未知の物理現象を見出し、物性物理学の新しい方向を切り開くことは今後ますます重要になると考えられる。 遷移金属酸化物は強相関電子系の宝庫である。特に小さなスピン量子数をもつ低次元系(量子スピン系)において、強いクーロン反発によって局在しているd電子がキャリア数やバンド幅の制御によって動き始める時、量子効果による劇的な現象が期待される。本研究室では、様々な遷移金属酸化物の構造と物性の間にみられる相関に着目しながら、新物質探索を行い、強相関電子系の物質科学の面白さを研究している。

2つの5d遷移金属パイロクロア酸化物の電気抵抗。Cd2Os2O7は230 Kで時間反転対称性を破り、all-in/all-out型の磁気八極子秩序を形成して絶縁体となる。一方、Cd2Re2O7は200 K以下で空間反転対称性を破って遍歴拡張多極子秩序を示す。後者はスピン軌道結合金属の典型物質と考えられている。
スピン1/2カゴメ格子反強磁性体のモデル物質となる銅鉱物ボルボサイトの結晶構造と単結晶

研究テーマ

  1. 新しい量子スピン系及び強相関電子系物質の開発
  2. スピン1/2カゴメ格子反強磁性体の基底状態
  3. 高温超伝導体