有機物質への10GPa級超高圧印加による新電子相の創生

通过对有机材料施加10 GPa级超高压来创建新的电子相

• 批准号: 16684009
• 负责人: 谷口 弘三
• 金额: $ 16.47万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16684009/
• 关键词: 超高圧; 超伝導; Seを含む有機分子; 次元性; 圧力-温度相図; 有機伝導体

2003年に小生を中心とする研究グループは、有機絶縁体に8GPa級の超高圧を印加するという手法で新規超伝導体を発見し、超伝導の転移温度の世界記録を更新した。この成果は、本科学研究費の研究機関中(2006年3月29日)に、第11回日本物理学会論文賞の表彰を受けたことをまず言及しておきたい。ここで超伝導を観測した物質は、β'-(BEDT-TTF)_2ICl_2という層状有機物質であったが、その後、この物質の関連物質(β'-型BEDT-TTF塩)の超高圧下物性を徹底的に調べ上げ、新超伝導体探索と、β'-(BEDT-TTF)_2ICl_2の超伝導の発現機構を調査した。本年度は、これらの研究成果を受けて、BEDT-TTFではない有機分子からなる層状絶縁体を取り上げ、本研究を締めくくることにした。これは、超高圧下での分子軌道の違いによる物性の振る舞いの違いを調査することにより、より超伝導化しやすく、さらには、より転移温度が高い物質の設計を目指したものである。このうち、我々は、BEDT-TTF分子の外側のS原子をSeに置き換えたBEDSe-TTF分子(既存分子)の合成に成功し、さらに、超伝導を示したβ'-(BEDT-TTF)_2ICl_2と同型の二つの物質β'-(BEDSe-TTF)_2ICl_2とβ'-(BEDSe-TTF)_2IBr_2の結晶合成に成功したことを言及しておきたい。これらの物質は、β'-(BEDT-TTF)_2ICl_2と同様、常圧下では、非常に強固な絶縁体であったが、8GPaの超高圧下で電気抵抗測定を行い、高温部の金属化に成功した。しかしながら、β'-(BEDT-TTF)_2ICl_2塩とは異なり、超伝導の出現には到らなかった。この事実は、我々を深く悩ますこととなった。しかし、同一の結晶構造で超伝導が出現しないという今回の発見は、超伝導の出現条件を考える上で、重要な因子を2,3の効果に絞られることを意味した。現時点では、我々は、Se置換によって、系の擬二次元性が抑制され、より3次元に近づき、このことが、超伝導を阻害していると考えている。これは、同一の結晶構造で、しかも、金属下に成功したにもかかわらず、超伝導が出現しない物質の発見により、初めて、明らかになることである。この成果は、今後の超高圧下超伝導探索において、物質選択または物質設計に重要な指針をあたえるものであり、実際に、この成果を受けて、新たな物質系の研究に移行しているところである。

2003 に niche を center と す る research グ ル ー プ は grade 8 gpa, organic never try に の ultra-high 圧 を Inca す る と い う gimmick で new rules super conductor 伝 を 発 し, super 伝 guide の planning move temperature の world record update を し た. は こ の achievements, science study fee の machine masato に (on March 29, 2006), 11 back to Japan institute of physics papers reward の recognition を by け た こ と を ま ず to し て お き た い. こ こ で super 伝 guide を 観 measuring し は, beta 'た material - (BEDT - the vera.ttf) _2ICl_2 と い う layered organic matter で あ っ た が, そ の, こ の material の masato material (beta' - type BEDT - the vera.ttf salt) の property を thoroughly under ultra-high 圧 tune に べ げ, new super conductor 伝 explore と, beta '- (BEDT - the vera.ttf) _2I The mechanism responsible for the occurrence of the Cl_2 伝 conductive rod を investigates the <s:1> た. This year は, こ れ ら の research を by け て, BEDT - the vera.ttf で は な い organic molecules か ら な る layered never try body を take り げ, this study を associating め く く る こ と に し た. こ れ は, ultra-high 圧 で の molecular orbital の violations い に よ る vibration property の る dance い い の spare を survey す る こ と に よ り, よ り super 伝 guide the し や す く, さ ら に は, よ り planning move high temperature が い material の design を refers し た も の で あ る. こ の う ち, I 々 は, BEDT - the vera.ttf molecular の lateral の S atomic を Se に buy き in え た BEDSe - the vera.ttf molecules (molecular) existing の synthetic に し success, さ ら に, super 伝 guide を し た beta '- (BEDT - the vera.ttf) _2ICl_2 と の with type 2 つ の material beta' - (BEDSe - the vera.ttf) _2ICl_ 2とβ'-(BEDSe-TTF)_2IBr_2 <s:1> crystallization synthesis に successful <s:1> た とを とを とを talk and <s:1> てお た た た た てお てお た た てお てお てお た てお てお てお てお てお てお てお てお てお てお てお てお た てお. こ れ ら の material は, beta '- (BEDT - the vera.ttf) _2ICl_2 と with others, often under 圧 で は, very に strong な never try body で あ っ た が, 8 gpa の 気 で electricity resistance measurement under ultra-high 圧 を い, high-temperature の metallization に successful し た. <s:1> 伝 ながら, β'-(BEDT-TTF)_2ICl_2 salt と is different from な, and super 伝 guide rods appear from に to らな らな った った. Youdaoplaceholder0 shi ji, I 々を deeply く悩ます ととなった ととなった. し か し, same の crystallization structure で 伝 guide が appear し な い と い う today back の 発 see は を test, super 伝 の appear conditions え important な factor を る で, 2, 3 の unseen fruit に ground ら れ る こ と を mean し た. Now point で は, I 々 は, Se replacement に よ っ て, is の proposed secondary yuan が inhibit さ れ, よ り に nearly three yuan づ き, こ の こ と が, super 伝 を resistance against し て い る と exam え て い る. こ れ は, same の crystallization structure で, し か も に success under, metal し た に も か か わ ら ず, super 伝 が appear し な い material の 発 see に よ り, early め て, Ming ら か に な る こ と で あ る. こ の results は, future の super 伝 guide exploration under ultra-high 圧 に お い て, material sentaku ま た は material design に important な pointer を あ た え る も の で あ り, the event be に, こ を の achievements by け て, new た な material is の research に transitional し て い る と こ ろ で あ る.

项目成果

Superconductivity induced by extremely high pressure in layered organics, β'-(BEDT-TTF)2ICl2

• DOI: 10.1051/jp4:2004114057
• 发表时间: 2004-04
• 期刊: Journal De Physique Iv
• 作者: H. Taniguchi;M. Miyashita;K. Uchiyama;K. Satoh;N. Mōri;H. Okamoto;K. Miyagawa;K. Kanoda;M. Hedo;Y. Uwatoko

High pressure study up to 9.9GPa of an organic Mott insulator, β'-(BEDT-TTF)_2AuCl_2

有机莫特绝缘体 β-(BEDT-TTF)_2AuCl_2 的高达 9.9GPa 的高压研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Phys.Soc.Jpn 74
• 作者: H.Taniguchi(1番目);他8名
• 通讯作者: 他8名

Ultra-high pressure study of the Mott insulating phase of BEDT-TTF complex

BEDT-TTF复合体莫特绝缘相的超高压研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Phys.IV(France) 114
• 作者: M.Miyashita;K.Uchiyama;H.Taniguchi 他4名
• 通讯作者: H.Taniguchi 他4名

Examination of the charge-sensitive vibrational modes in bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene

双(乙撑二硫)四硫富瓦烯中电荷敏感振动模式的检查

• 发表时间: 2005
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 109
• 作者: Yamamoto T;Uruichi M;Yamamoto K;Kawamoto A;et al.
• 通讯作者: et al.

Anomalous sign change in Hall coefficient of κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br under pressure

κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br在压力下霍尔系数的异常符号变化

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Low Temp. Phys. 142
• 作者: K.Katayama;T.Nagai;H.Taniguchi;K.Satoh;N.Tajima;R.Kato
• 通讯作者: R.Kato