Quantum magnetism in Kamchatkan copper minerals

カムチャツカ半島産銅鉱物における量子磁性

藤原 理賀 

Fujihara, Masayoshi

低次元磁性体における量子スピン状態は、出現するスピンギャップやトポロジカルな特徴から、盛んに研究されている。一次元直線型スピン鎖反強磁性体は、集中的な研究により、朝永-Luttingerスピン液体状態やハルデン状態など、いくつかの量子スピン状態の観測に成功している。しかし、多くの場合、理論模型のモデル物質がないために、エキゾチックな量子スピン状態の観測が妨げられてきた。低次元量子磁性体の研究では、鉱物がモデル物質としてしばしば採用される。例えば、アズライトやハーバースミサイトは、ダイヤモンド鎖(1次元)やカゴメ格子(2次元)反強磁性体の候補として認識され、多くの理論・実験研究が行われてきた。本発表では、カムチャツカ半島で発見された銅鉱物のフェドトバイトとアトラスバイトの磁性に関する包括的な研究結果を紹介する。

Quantum spin states in low-dimensional magnetic materials have been extensively studied because of emergent spin gaps and topological features. Intensive studies of one-dimensional linear spin chain antiferromagnets have succeeded in capturing several quantum spin states, such as the Tomonaga-Luttinger spin liquid state and the Haldane state. However in many cases, the lack of suitable model materials of theoretical models has hindered the observation of exotic quantum spin states. In the study of low-dimensional quantum magnets, minerals are often employed as model materials. For example, azurite and herbertsmithite have been identified as candidates for the diamond chain (1D) and kagome lattice (2D) antiferromagnet, and many experimental studies have been performed. In this presentation, I will present results of comprehensive studies of magnetism in Kamchatkan copper minerals fedotovite and atlasovite.