高圧下強磁場電子スピン共鳴と磁気光学測定によるナローギャップ有機半導体の研究

利用高压强场电子自旋共振和磁光测量研究窄带隙有机半导体

基本信息

批准号：
18028017
负责人：
太田仁
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kobe 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

我々が開発した圧力セルの特徴は,セル本体にNiCrAlを使用し,ピストンに電磁波の透過が可能で強度があるジルコニアを採用することによって1.1GPaの圧力発生が可能となった。この圧力セルを用いて高圧下磁気光学測定をおこなった。最終的なねらいはα-(BEDT-TTF)_2l_3であるが,この系はゼロギャップ状態にするのに1GPa以上の圧力をようするので,同様に0.5GPa付近の圧力下でゼロギャップ状態になると考えられているα-(BETS)_2l_3で磁気光学測定を試みた。通常のサイクロトロン共鳴は周波数と磁場が比例する依存性を示すが,Dirac cone型のバンド構造では非線形な依存性が期待される。したがって,周波数と磁場の関係が非線形なサイクロトロン共鳴の依存性が観測されれば,Dirac cone型のバンド構造の存在を実験的に検証することが可能となる。昨年度は,モザイク的にα-(BETS)_2l_3単結晶を並べ,試料間を通過する時に電磁波が試料と相互作用することを期待したが,圧力セルの内径が3mmと小さいため有効な相互作用がえられず,サイクロトロン共鳴は観測されなかった。そこで,本年度はα-(BETS)_2l_3単結晶を紙やすりで削ることにより厚さの薄い試料を作成して,電磁波が透過可能な状況を実現してサイクロトロン共鳴の観測を試みた。試料の厚さを0.1mmにちかづけたが,圧力下でサイクロトロン共鳴は観測されなかった。この原因を検討した結果,以下のような可能性が考えられる。100GHzから360GHzの領域で観測を試みたが,まだ試料を電磁波が透過するには厚すぎる可能性。また,最近の磁場下の電気伝導測定の解析から,α-(BETS)_2l_3のフェルミ速度が当初の予想の10_4m/sより大きいため,サイクロトロン共鳴をTHz領域で観測しなければいけない可能性。今後,より薄い試料を準備して,もっと高い周波数で観測を試みる計画である。

我们开发的压力电池的特征是，NICRAR用于强且可以传输电磁波的细胞体和氧化锆，可用于产生1.1GPA的压力。该压力电池用于在高压下执行磁光测量。最终目标是α-（bedt-ttf）_2L_3，但是由于该系统的压力为1GPA或以上，以使其处于零间隙状态，因此我们还尝试使用α-（BETS）_2L_3进行磁光光测量，这被认为是在零差分状态下，在0.5GPA周围为零差异。正常的回旋共振显示频率和磁场的比例依赖性，但是在狄拉克锥体型条带结构中预期非线性依赖性。因此，如果观察到频率与磁场之间关系的回旋共振的依赖性，则可以通过实验验证狄拉克锥体型带结构的存在。去年，我们以镶嵌方式安排了α-（BETS）_2L_3单晶，并期望电磁波在样品之间通过样品时会与样品相互作用，但是由于压力电池的内部直径在3 mm处很小，因此没有可能的有效相互作用，并且不可能进行旋转谐振。因此，今年，我们通过打磨α-（BET）_2L_3单晶创建了一个薄薄的样品，然后将其打磨以产生电磁波，并试图观察转基因共振。样品的厚度设置为0.1 mm，但在压力下未观察到回旋共振。在研究了原因之后，可能会有以下可能性。我们试图观察100GHz至360GHz范围内的样品，但对于电磁波而言，它仍然太厚了，无法通过样品。此外，对磁场下电气传导测量的最新分析表明，α-（BETS）的费米速度_2L_3大于10_4m/s的初始预测，因此必须在THZ区域观察到循环蛋白共振。将来，将准备较薄的样品并尝试以更高的频率观察。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ESR Measurements of KCuCl_3 under Multi Extreme Conditions

多种极端条件下KCuCl_3的ESR测量

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
AIP Conf. Proc. 850
影响因子：
0
作者：
T. Sakurai;S. Okubo;H. Ohta;H. Tanaka;他
通讯作者：
他

Detailed Fermi Surface Topology of the quasi-one-dimensional conductor (DMET)_2I_3

准一维导体的详细费米表面拓扑 (DMET)_2I_3

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J. Low Temp. Phys. 142
影响因子：
0
作者：
N.Taniguchi;Y.Morita;Y.Hatsugai;Y.Oshima;Y.Oshima;Y.Oshima;M.Kimata
通讯作者：
M.Kimata

Development of high-pressure, high-field and multifrequency electron spin resonance system

高压高场多频电子自旋共振系统研制

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Rev. Sci. Instrum. 78
影响因子：
0
作者：
E.Semouchkina;Y.Miyamoto;S.Kirihara;G.Semouchkin;M.Lanagan;T. Sakurai
通讯作者：
T. Sakurai

高圧下強磁場ESR測定装置の開発とその応用展開

高压强场ESR测量设备研制及其应用开发

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
堀内諭史;工藤春;太田幸則;M. Kimata;T. Sakurai;M.Kimata;M.Kimata;M.Kimata;T.Sakurai;T.Sakurai;太田仁
通讯作者：
太田仁

Fermi surface study of organic conductors using a magneto-optical measurement under high magnetic fields

在高磁场下使用磁光测量对有机导体进行费米表面研究

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J. Phys.: Conf. Series 第51巻
影响因子：
0
作者：
Y.Kiyota;J.Watanabe;S.Kinoshita;M. Kimata
通讯作者：
M. Kimata

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Phys. Rev. B 第75巻
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0
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通讯作者：
M. Kimata