堀文哉 理学研究科博士課程学生（現：東北大学助教）、松平広康 同博士課程学生、北川俊作 同准教授、石田憲二 同教授、鈴木大斗 広島大学博士課程学生、鬼丸孝博 同教授の研究グループは、近年提案された異方的量子スピンジグザグ鎖モデルの予測を実験的に実証しました。
固体物理の分野では、通常の磁性体では见られない秩序状态や準粒子の研究が注目されています。以前、同研究のグループは希土类のイッテルビウム（驰产）原子がジグザグ锁を形成する磁性半导体驰产颁耻厂2において、格子间隔と非整合な周期をもつ磁気秩序（非整合磁気秩序）と电気的中性な準粒子を発见しました。この现象を説明する新たな理论モデルとして、异方的量子スピンジグザグ锁モデルが提案され、いくつかの予测がなされていました。
本研究では驰产颁耻厂2において、高圧下で铜（颁耻）核の核四重极共鸣（狈蚕搁）测定を行いました。その结果、上记の理论モデルの予测と一致する基底状态の変化が観测されました。この高圧下での磁気状态は「奇パリティ磁気多极子秩序」と呼ばれる特殊な状态です。さらに、以前発见した中性準粒子を圧力で制御できることが分かりました。これらの成果は、理论モデルの妥当性を深めるだけでなく、スピントロニクス、マルチフェロイクス材料や量子コンピュータといった次世代デバイスへの応用が期待されます。
本研究成果は、2025年8月1日に、国際学術誌「Communications Materials」にオンライン掲載されました。
「異方的量子スピンジグザグ鎖モデルが昨年度に提案され、当時はその理論に加えて多極子についても 学んでいたところでした。実際に実験を行い、理論と一致する結果が得られたことや、多極子の性質と深 く関係していることに気づいたときは非常に興奮しました。本成果は、YbCuS2 がフラストレーション? 希土類磁性?多極子といった複数の研究領域が絡み合う系であることを示しており、今後の物性研究にお いて重要な意義を持つと考えています。」（堀文哉）
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【书誌情报】
Fumiya Hori, Hiroyasu Matsudaira, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Hiroto Suzuki, Takahiro Onimaru (2025). Pressure evolution of magnetic structure and quasiparticle excitations in anisotropic frustrated zigzag chains. Communications Materials, 6, 170.
