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先端超高圧技術を用いた特異な有機超伝導体の研究

利用先进超高压技术研究独特的有机超导体

基本信息

批准号：
18028007
负责人：
谷口弘三
金额：
$ 2.62万
依托单位：
Saitama University
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、有機超伝導体、κ-(BEDT-TTF)_4Hg_2.89Br_8,κ-(BEDT-TTF)_4Hg_2.78Cl_8の特異な高圧下物性の理解をさらに深めるため、我々が持つさまざまな圧力下物性測定技術を駆使して、研究を推し進めるものである。これら2物質は、κ-型の結晶構造、すなわち強く二量体化した分子構造を持ち、バンド計算では、U/Wが1よりも大きく、この意味で、絶縁体的振る舞いが期待される。しかし、常圧では両物質とも、金属的な物性を示し、しかもBr塩では、超伝導も示す。また、Cl塩でも比較的低い圧力下で超伝導が出現すると報告されている。このようなバンド計算と実際の物性との間での矛盾は、これらの塩の超伝導が水銀イオンの不定非組成に由来したドーピング効果によるもであると考えられる。このため、これらの塩は、有機物質では唯一となる、nearly half-filledbandを持つ物質として、強相関系物質の中で重要な位置を占めていると考えられる。このような物質の物性の理解は、有機伝導体のみならず、銅酸化物超伝導体の理解に役立つことが期待される。本年度は、昨年度にある程度成果が得られた実験をさらに推し進めた。以下に得られた成果を挙げる。1)圧力下交流磁化率測定:我々は、相互誘導法による圧力下交流磁化率測定により、これらの物質の超伝導を調べた。前年度の研究成果として、HgB塩の超伝導の超伝導体積分率が、誤差の範囲内でほぼ完全であることが確認されたことが挙げられる。本年度は、HgCl塩についても同様の実験を行った結果、この物質では初めて超伝導のマイスナー効果が観測され、この物質の超伝導が本物であることが証明された。なお、この物質の超伝導めOnsetは2K程度と低く、現時点での我々の最低到達温度(1.1K)では、転移が完了していないため、完全反磁性の観測には到らなかった。今後この技術をさらなる低温領域にか拡張する必要性がある。2)圧力下ホール効果測定:昨年度に、HgBr塩の常伝導状態のホール係数がキューリーワイスの法則に従うという、極めて異常な現象を観測し、分析を進めた。その結果、この現象は、この物質が持つ磁気揺らぎに深く関連していることが判明した。本年度は、HgCl塩についても、同様の研究を行い、この物質においても、同様の現象を観測した。このような特異な金属状態と、その下で発生する超伝導との関わりは極めて興味深く、今後の理論研究にも、おおいに期待できる。

This study aims to improve the understanding of the properties of organic superconductors, κ-(BEDT-TTF)_4Hg_2.89Br_8,κ-(BEDT-TTF)_4Hg_2.78Cl_8 under high pressure. The crystal structure of 2 substances, κ-type, strong binary, molecular structure, calculation, U/W ratio, and vibration of 2 substances are expected. The physical properties of metals, metals, The results show that there is no significant difference between the two. The calculation of the physical properties of mercury and mercury is based on the analysis of the results. Organic substances are unique, nearly half-filledband, strongly related substances, important positions, etc. The understanding of physical properties of substances, organic conductors, copper oxides and superconductors This year's results have been improved. The following results were obtained: 1) AC magnetic susceptibility measurement under pressure: AC magnetic susceptibility measurement under pressure by mutual induction method The research results of the previous year were confirmed by the integral ratio of HgB and the error range of HgB. This year, HgCl is the first substance to be tested and the second substance to be tested. The lowest temperature reached at the current point (1.1K) is the lowest temperature reached at the current point (2K). In the future, it is necessary to develop new technologies in the field of low temperature. 2) Measurement of the effect of pressure on the environment: measurement and analysis of abnormal phenomena in the past year, HgBr and the normal conduction state of the environment. As a result, the phenomenon of this phenomenon, the substance of this phenomenon, and the magnetic field are closely related to each other. This year, HgCl is in the process of research, substances are in the process of research, and phenomena are being tested. The special metal state, the development of superconductivity, the deep interest, the future theoretical research, the expectation