有機電荷移動錯体における超高速光誘起絶縁体-金属転移の探索

探索有机电荷转移复合物中的超快光致绝缘体-金属转变

基本信息

批准号：
16038210
负责人：
岡本博
金额：
$ 2.56万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き、モット絶縁体である分子性半導体において、反射型フェムト秒ポンププローブ分光法を用いて、光励起によるキャリアドーピングに基づく超高速の絶縁体-金属転移(光誘起モット転移)の探索を進めた。モット絶縁体であるM2P-F4TCNQ結晶を時間幅100フェムト秒の光パルスで励起すると、ギャップに対応するF4TCNQ分子間の電荷移動吸収帯のスペクトル強度が減少し、赤外域のスペクトル強度が増大する。この結果から、高伝導性を有する電子状態が生じていると予想されている。本年度は、反射率変化スペクトルの測定領域を高エネルギー側は可視領域まで、低エネルギー側は15ミクロンまで拡張し、精密なスペクトロスコピーを行なった。得られた過渡反射スペクトルからクラマースクローニヒ解析によって誘電率虚部スペクトルを求めた。低エネルギー領域では誘電率虚部スペクトルは、エネルギーゼロに向かって単調増加しており、光励起によって金属状態へ転移していることが確認された。さらに、M2P分子とF4TCNQ分子が交互に並んだ方向でも同様な精密反射率変化スペクトロスコピーを行なった。その結果を解析したところ、やはり金属的な電子状態が実現していることがわかった。以上の結果から、この物質では、光照射によって二次元的な金属状態が実現していることが結論された。この光誘起絶縁体金属転移のもう一つの特徴は、この転移が極めて高速に起こることである。金属状態は光照射後瞬時に生成し、1ピコ秒程度の時間で緩和することがわかった。このような高速緩和は、電子-電子散乱によるものであり、この種の強相関電子系に特有な現象であると考えられる。

从去年开始，我们继续寻找基于光激发载体掺杂的超高速度绝缘体 - 金属过渡（照片诱导的Mott Transitions），使用反射性飞秒的泵探测器用于分子半导体，这是Mott Instodors，它们是Mott Instodators。 Mott绝缘子M2P-F4TCNQ晶体具有光脉冲，其时间宽度为100飞秒的时间宽度可降低与GAP相对应的F4TCNQ分子之间电荷传递吸收带的光谱强度，并增加了红外范围的光谱强度。预计该结果将导致高电导电子状态。今年，我们将反射率变化光谱的测量区域扩展到高能量侧的可见区域，并为低能侧的15微米扩展到15微米，并进行了精确的光谱。通过从获得的瞬态反射光谱中的Kramers Kronich分析来确定介电恒定构件谱。在低能区域，介电恒定假想光谱单调增加向零能量，并被证实已通过光激发转移到金属状态。此外，在M2P分子和F4TCNQ分子交替排列的方向上进行了相似的精确反射率变化光谱。对结果进行了分析，发现实现了金属电子状态。从上述结果可以得出结论，在这种材料中，通过光照射实现了二维金属状态。该光引起的绝缘金属过渡的另一个特征是它以非常高的速度出现。发现金属状态是在光照射后即时产生的，并在大约1秒钟内放松。如此快速的放松是由于电子电子散射引起的，被认为是这种类型的强相关电子系统所特有的现象。