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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。

The characteristics of the developed pressure field are: the use of NiCrAl in the body; the transmission of electromagnetic waves; the use of NiCrAl in the body; the transmission of electromagnetic waves; and the generation of pressure fields of 1.1 GPa. The pressure field is measured by magnetic optics at high pressure. Finally, α-(BEDT-TTF)_2l_3 was determined by optical measurement of magnetic field at a pressure of more than 1 GPa and at a pressure of 0.5 GPa. The dependence of frequency on magnetic field ratio is usually shown in the resonance mode, and the dependence of nonlinear mode in the Dirac cone mode is expected. The relationship between the frequency and the magnetic field is dependent on the nonlinear resonance, and the existence of the Dirac cone structure is possible. In the past year, the α-(BETS)_2l_3 crystals of the sample were combined, and the electromagnetic wave interaction between the samples was expected when the samples passed through. The inner diameter of the pressure range was 3 mm. This year, α-(BETS)_2l_3 crystals were prepared from thin samples and electromagnetic wave transmission conditions were realized. Sample thickness is 0.1mm, and resonance is measured under pressure. The reasons for this are discussed below, and the possibilities are discussed below. 100GHz to 360GHz in the field of measurement test, test sample electromagnetic wave transmission possibility Also, based on recent analysis of electrical conduction measurements under magnetic fields, the velocity of α-(BETS)_2l_3 is much higher than the originally expected 10_4m/s, which makes it possible to detect the possibility of resonance in the THz field. In the future, the thin medium test material preparation, the high medium frequency test plan.