擬二次元有機導体における質量ゼロのディラック粒子系の理論研究

准二维有机导体中无质量狄拉克粒子系统的理论研究

• 批准号: 07J00124
• 负责人: 片山 新也
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J00124/
• 关键词: 擬二次元有機導体; ディラック粒子; ゼロギャップ状態; アニオンポテンシャル; 局所磁化率; 核磁気緩和率; スピン密度波; 電荷不均化

α-(BEDT-TTF)_2I_3塩は圧力下でブリルアンゾーンのある二点をディラックポイントとする、質量ゼロのディラック粒子をもつ。すなわち、伝導バンドと価電子バンドの間のエネルギーギャップがゼロとなっている(ゼロギャップ状態)。バルクな物質で上記の性質をもつため、その特性について興味深い物質である。本研究の目的は有機導体におけるこのゼロギャップ状態の性質を明らかにすることである。本年度は下記の研究成果を得た。(1)アニオンポテンシャルの効果アニオンであるI_3は1価の陰イオンとして閉殻を作っており、この陰イオンがET分子の位置に依存するクーロンポテンシャルを伝導電子に及ぼしているものと考えられている。この効果が電子状態にどう影響するのかを理解するために、アニオンポテンシャルを外部パラメータとして計算を行った。ポテンシャルが強いとディラックポイントが移動し、ゼロギャップ状態は壊れる。しかし、アニオンポテンシャルが弱い範囲ではゼロギャップ状態は維持され、電荷不均化も実験結果と同様の順序となっている。この研究成果はJournal of Physics:Conference Seriesに掲載された。(2)磁気的性質最近、ゼロギャップ状態における有機導体の磁化率や核磁気緩和率が測定されるようになり、そのふるまいについての理論的解釈の必要性も増してきた。計算の結果、局所磁化率は温度に比例し、核磁気緩和率は温度の3乗に比例することが判明した。これは、状態密度の特異なエネルギー依存性によって理解することができ、高温(10K以上)での実験結果と一致している。この成果はThe European Physical Journal Bに掲載された。

α-（BedT-TTF）_2i_3盐的零质量零粒子具有两个点，在压力下为dirac点，布里鲁因区域。也就是说，导带和价带之间的能隙为零（零间隙状态）。因为它是散装材料并且具有上述特性，所以它是其特性的有趣材料。这项研究的目的是阐明有机导体中这种零差异状态的性质。今年，我们获得了以下研究结果：（1）阴离子电位的效应阴离子I_3是一种单价阴离子，产生了一个封闭的壳，并且认为该阴离子施加了库仑电位，取决于ET分子在传导电子上的位置。为了了解这种影响如何影响电子状态，我们使用阴离子电位作为外部参数进行了计算。如果电势强大，狄拉克点将移动，零间隙状态将破裂。但是，零间隙状态保持在阴离子电位较弱的范围内，并且电荷不成比例的顺序与实验结果相同。这项研究发现发表在《物理学杂志：会议系列》中。 （2）最近已经测量了磁性特性，零间隙状态下有机导体的磁敏感性和核磁弛豫率，并且对其行为的理论解释的需求也增加了。计算表明，局部磁敏感性与温度成正比，核磁性松弛速率与温度的立方功率成正比。这可以通过状态密度的奇异能量依赖性来理解，并且与高温下的实验结果一致（> 10K）。这项工作在《欧洲物理杂志B》中。

项目成果

ET塩におけるゼロギャップ状態のフェルミ点近傍でのふるまい

ET 盐费米点附近零能隙态的行为

• 发表时间: 2008
• 作者: 片山新也;小林晃人;鈴村順三
• 通讯作者: 鈴村順三

Electronic properties close to the Dirac cone in two-dimensional organic conductor α-(BEDT-TTF)_2I_3

二维有机导体α-(BEDT-TTF)_2I_3中接近狄拉克锥的电子特性

• 发表时间: 2009
• 期刊: The European Physical Journal B 67
• 作者: Shinya Katayama;Akito Kobayashi;Yoshikazu Suzumura
• 通讯作者: Yoshikazu Suzumura