研究紹介

　　我々のグループでは電子間に働く強い相互作用に起因して現れる新しい量子状態の探索やその物性解明を目指した研究を行っています。近年、電子の電荷自由度に加え、軌道やスピンといった自由度が複雑に絡みあうことで現れる量子状態を利用した、新機能性デバイス材料の探索が精力的におこなわれています。この自由度の絡み合いによる面白い物性を示す物質群として希土類、遷移金属化合物があります。例えば高温超伝導体やトポロジカル絶縁体・超伝導体などはこれらの物質群で見つかっています。我々のグループでは量子コンピュータ実現で鍵とされる量子状態であるスピン液体の一つ、キタエフスピン液体に注目した研究を行っています。

　ごく最近の成果としてキタエフスピン液体相の近傍で共通して見られる物性について明らかにしました。研究ではキタエフスピン液体候補物質と目される5d遷移金属酸化物Na₂IrO₃に注目しました。Na₂IrO₃は磁性イオンであるIr4+が積層蜂の巣格子を組んだ結晶構造を持ちます。第一原理計算等から提案されたIr4+磁気モーメントに対する複数の有効模型について、その磁気励起や熱力学的性質を京コンピュータなどの大型スーパーコンピュータを使って計算し、実験結果と比較することでNa2IrO3の磁気有効模型を決定し、この物質の励起ダイナミクスを解明しました。