多軌道モット有機導体の作る新電子相とスピン輸送

多轨道莫特有机导体创造的新电子相和自旋输运

基本信息

批准号：
20K03870
负责人：
藤山茂樹
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有機導体α-(BETS)2I3の電気抵抗は50K以上では温度に依存せず常圧でディラック電子系的振る舞いを示す。われわれはこれまでに、電気抵抗、NMR、第一原理計算、磁化率測定を通してこの物質が常圧で2meV程度の小さなギャップを持つ二次元ディラック電子系であることを明らかにしている。一方、50K以下で電気抵抗は半導体的な温度依存性を示し、電荷秩序や磁気秩序相転移の可能性が指摘されているほか、スピンホール絶縁体などエキゾチックな基底状態の可能性が理論的に議論されている。このためさまざまな可能性について多角的な実験から検証することが必要である。電荷秩序相転移の可能性を検証するため新たに誘電率測定システムを構築し温度・周波数依存性を測定した。この結果、既知の有機導体の電荷秩序相転移の際に観測されるような増強が観測されなかった。一方、13C, 1H, 137IのNMRのスペクトルを測定したところ50~100K以下で非自明なスペクトルの分裂が観測された。分裂が観測され始める温度が互いに異なることから相転移と考えることが困難であり新たなクロスオーバー現象を観測していると考えることができる。NMRの研究においては準備実験として常圧で電荷秩序相転移を示すことが確立している関連物質α-(BEDT-TTF)2I3のヨウ素核NQRのスペクトルおよび核磁気緩和率を測定し、有機導体における電荷秩序がNQR法でどのように観測されるか、についての知見を整理することに成功した。ここで記したディラック電子系に限らず、汎用的な装置開発として、誘電率測定系および専用プローブの建設を行い広い温度周波数範囲で測定が可能なようにした。また新たな磁性研究の手法の新規開拓としてNV量子センサNMR測定系のプロトタイプを建設した。

有机导体α-（BETS）2i3的电阻高于50K，不取决于温度，并且在大气压下表现出狄拉克电子行为。我们先前曾透露，该材料是一种二维狄拉克电子系统，通过电阻，NMR，第一原理计算和磁敏感性测量值，在大气压下，在大气压下的较小间隙约为2 MeV。另一方面，电阻在50k或更高的情况下表现出半导体温度的依赖性，并且已经指出，在理论上也对电荷顺序和磁性相变的可能性也进行了辩论，并且在理论上，诸如Spinhole绝缘体之类的外来基础状态（例如Spinhole绝缘子）的可能性在理论上均已辩论。因此，有必要从多个实验中验证各种可能性。为了验证电荷订购的相变的可能性，构建了一个新的介电恒定测量系统，并测量了温度和频率依赖性。结果，未观察到已知有机导体的电荷阶相变过期间观察到的增强。另一方面，当测量13C，1H和137i的NMR光谱时，观察到50至100K及以下之间的非平凡光谱师。由于开始观察到分裂的温度彼此不同，因此很难考虑相变，并且可以认为正在观察到一种新的跨界现象。在NMR研究中，我们测量了相关物质α-（BEDT-TTF）2I3的碘核NQR的光谱和核磁性松弛速率，该2I3已确定以在大气中表现出充电订购相变，作为一种通行的有机托管中的收费，并成功地组织了对收费的结果。作为通用设备的开发，不仅是此处描述的狄拉克电子系统，我们还构建了一个介电恒定测量系统和专用探针，以在较大的温度频率范围内实现测量。此外，NV量子传感器NMR测量系统的原型被构建为新的磁性研究方法的新开发。

项目成果

期刊论文数量（38）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

有機超伝導体a-(BEDT-TTF)2I3 の 127I-NQR 法による研究

利用 127I-NQR 方法研究有机超导体 a-(BEDT-TTF)2I3

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊藤篤史;加藤優樹;小林拓矢;谷口弘三;圓谷貴夫;藤山茂樹
通讯作者：
藤山茂樹

Electromagnetic duality between orbital diamagnetism and quantized conductivity in Dirac electron system

狄拉克电子系统轨道抗磁性与量子电导率的电磁对偶性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masuki Ryota;Nomoto Takuya;Arita Ryotaro;Tadano Terumasa;S. Fujiyama
通讯作者：
S. Fujiyama

有機ディラック電子系の低温問題

有机狄拉克电子系统中的低温问题

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
田嶋尚也;小原遼太郎;鵜野澤佳成;加藤礼三;川椙義高;西尾豊;梶田晃示
通讯作者：
梶田晃示

電荷秩序絶縁体α-BEDT-TTF2I3の基板上薄片単結晶における電気抵抗率の異方性

电荷有序绝缘体 α-BEDT-TTF2I3 衬底上薄单晶的电阻率各向异性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
川椙義高;大上達也;山本浩史;加藤礼三;田嶋尚也
通讯作者：
田嶋尚也

有機ディラック電子系の低磁場下輸送特性

有机狄拉克电子系统的低磁场传输特性

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Suda Masayuki;Thathong Yuranan;Promarak Vinich;Kojima Hirotaka;Nakamura Masakazu;Shiraogawa Takafumi;Ehara Masahiro;Yamamoto Hiroshi M.;Hiroshi Yamamoto;田嶋尚也，川椙義高，岡竜平，内藤俊雄，加藤礼三，西尾豊
通讯作者：
田嶋尚也，川椙義高，岡竜平，内藤俊雄，加藤礼三，西尾豊