Transport property of zero-gap conductors with massless Dirac particles

• Project/Area Number: 19540387
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: TAJIMA Naoya The Institute of Physical and Chemical Research, 加藤分子物性研究室, 専任研究員 (40316930)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2008: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2007: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 有機導体 / 質量ゼロのディラック電子 / ゼロモードランダウ準位 / 層間磁気抵抗 / Dirac電子 / zero-mode Landau準位 / スピン分裂

Research Abstract

我々は高圧下にあるα-(BEDT-TTF)_2I_3でバルクのゼロギャップ電子系を見出してきた。通常、磁場をかけると固体中の電子のエネルギーは、とびとびの値しかとれない。これをランダウ準位と呼ぶ。ゼロギャップ電子系では、ゼロモードと呼ばれる特別なランダウ準位が、エネルギーギャップがゼロの位置に磁場によらず常に現れることが特長である。本研究では、層間方向の電気抵抗を50mK程度の極低温状態の磁場下で調べ、このゼロモードを観測することに成功した。この有機導体物質が確かにゼロギャップ電子系であることの決定的な証拠となる。

Research Products

• [Journal Article] Effect of the Zero-Mode Landau Level on Interlayer Magnetoresistance in Multilayer Massless Dirac Fermion Systems (2009)
  • Author(s): N. Tajima, S. Sugawara, R. Kato, Y. Nishio and K. Kajita
  • Journal Title: Phys. Rev. Lett. 102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experimental Study of Organic Zero-Gap Conductor α-(BEDT-TTF)_2I_3 (2009)
  • Author(s): N. Tajima
  • Journal Title: Sci. Technol. Adv. Mater. 10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transport Properties of an Organic Mott Insulator β'-(BEDT-TTF)2ICl2 (2008)
  • Author(s): N. Tajima, R. Kato and H. Taniguchi
  • Journal Title: Europhys. Lett. 83
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Strain-induced superconductor / insulator transition in thin organic single crystal field effect channel (2008)
  • Author(s): Y. Kawasugi, H. M. Yamamoto, M. Hosoda, N. Tajima, T. Fukunaga, K. Tsukagoshi, and R. Kato
  • Journal Title: Appl. Phys. Lett. 92
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transport property of the organic conductor α(BEDT-STF)2I3 in the magnetic field (2008)
  • Author(s): M. Sato, S. Sugawara, N. Tajima, Y. Nishio and K. Kajita
  • Journal Title: J. Phys.: Conf. Ser. 132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 分子性導体の中の不思議な電子 (2008)
  • Author(s): 梶田晃示、田嶋尚也
  • Journal Title: パリティ 23 Pages: 23-26
• [Journal Article] Strain-induced superconductor/insulator transition in thin organic single crystal field effect channel (2008)
  • Author(s): Y. Kwasugi
  • Journal Title: Appl. Phys. Lett. 92
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transport Properties of an Organic Mott Insulator β'-(BEDT-TTF)_2ICl_2 (2008)
  • Author(s): N. Tajima
  • Journal Title: Europhys. Lett. 83
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transport property of the organic conductor α-(BEDT-STF)_2I_3 in the magnetic field (2008)
  • Author(s): M. Sato
  • Journal Title: J. Phys. : Conf. Ser. 132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 分子性導体の中の不思議な電子 (2008)
  • Author(s): 梶田 晃示
  • Journal Title: パリティ 23 Pages: 23-26
• [Journal Article] High-Pressure Electronic State of κ(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br Probed by Hall Effect (2007)
  • Author(s): K. Katayama, T. Nagai, H. Taniguchi, K. Satoh, N. Tajima, and R. Kato
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. 76 Pages: 194-195
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetoresistance of quasi two-dimensional organic conductors κBEDT-TSeF)_2FeX_4 (X=Cl, Br) and mapping of Fermi surface (2007)
  • Author(s): S. Sugawara, T. Ueno, N. Tajima, Y. Nishio, and K. Kajita
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. 76
  • NAID: 110006530751
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transport Properties of Massless Dirac Fermions in an Organic Conductor α(BEDT-TTF)_2I_3 under pressure (2007)
  • Author(s): N. Tajima, S. Sugawara, M. Tamura, R. Kato, Y. Nishio and K. Kajita
  • Journal Title: Europhys. Lett. 80
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transport Properties of Massless Dirac Fermions in an Organic Conductor α-(BEDT-TTF)_2I_3 under pressure (2007)
  • Author(s): N.Tajima
  • Journal Title: Europhys. Lett. 80
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetoresistance of quasi two-dimensional organic conductors κ(BEDT-TSeF)_2FeX_4(X=Cl,Br) and mapping of Fermi surface (2007)
  • Author(s): S.Sugawara
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. 76
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-Pressure Electronic State of κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br Probed by Hall Effect (2007)
  • Author(s): K.Katayama
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. 76(Supplement A) Pages: 194-195
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 有機ゼロギャップ電子系におけるゼロモード効果II (2009)
  • Author(s): 田嶋尚也,菅原滋晴,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] ゼロギャップ電気伝導体α-(BEDT-TTF)_2I_3の層間ホール効果 (2009)
  • Author(s): 佐藤光幸,三浦克哉,西尾豊,梶田晃示,菅原滋晴,田嶋尚也,加藤礼三,村田惠三
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] α型ET_2I_3の類似系物質のNMR II (2009)
  • Author(s): 荒井健一,鷹野芳樹,開康一,原田史朗,高橋利宏,田嶋尚也,加藤礼三,内藤俊雄
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] ドープ型有機伝導体κ-(BEDT-TTF)_4Hg_<2.78>Cl_8の圧力下ホール効果 (2009)
  • Author(s): 田村圭,谷口弘三,佐藤一彦,田嶋尚也,加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] κ型ET塩に対する静電キャリアドーピングII (2009)
  • Author(s): 川椙義高,山本浩史,田嶋尚也,福永武男,塚越一仁,加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] 分子性Dirac電子系の電気伝導特性 (2008)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 第8回琉球大学物性研究会
  • Place of Presentation: 琉球大学
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] 分子性 Dirac 電子系の電気伝導特性 (2008)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 第8回琉球大学物性研究会
  • Place of Presentation: 琉球大学
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] Transport Phenomena in Organic Zero-Gap Conductors (2008)
  • Author(s): N. Tajima
  • Organizer: International Symposium on Anomalous Quantum Materials
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] Transport Phenomena in Organic Zero-Gap Conductors (2008)
  • Author(s): N. Tajima
  • Organizer: International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008)
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] κ型ΕΤ塩に対する静電キャリアドーピング (2008)
  • Author(s): 川椙義高,山本浩史,田嶋尚也,福永武男,塚越一仁,加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋の分科会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-23
• [Presentation] κ型ET塩に対する静電キャリアドーピング (2008)
  • Author(s): 川椙義高
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋の分科会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-23
• [Presentation] 有機ゼロギャップ電子系におけるゼロモードのゼーマン分裂 (2008)
  • Author(s): 田嶋尚也,菅原滋晴,田村雅史,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋の分科会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] α-ET_2I_3のゼロギャップ近傍における磁性 (2008)
  • Author(s): 金谷親英,齊藤敏明,西尾豊,梶田晃示,山本浩史,田嶋尚也,加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋の分科会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] ゼロギャップ半導体α-(BEDT-TTF)_2I_3及びα-(BEDT-TSeF)_2I_3の静水圧力下構造解析 (2008)
  • Author(s): 近藤隆祐,鹿児島誠一,田嶋尚也,加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋の分科会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] ゼロギャップ電気伝導体α-(BEDT-TSF)2I3の層内・層間伝導 (2008)
  • Author(s): 佐藤光幸,三浦克哉,田嶋尚也,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋の分科会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] ゼロギャップ電気伝導体α-(BEDT-TSF)_2I_3の層内・層間伝導 (2008)
  • Author(s): 佐藤光幸,三浦克哉,田嶋尚也,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋の分科会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] α型ET_2I_3の類似系物質のNMR (2008)
  • Author(s): 荒井健一,鷹野芳樹,開康一,原田史朗,高橋利宏,田嶋尚也,加藤礼三,内藤俊雄
  • Organizer: 日本物理学会2008年秋の分科会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-22
• [Presentation] Transport properties of massless Dirac fermions system in an organic conductor α-(BEDT-TTF)_2I_3 (2008)
  • Author(s): N. Tajima
  • Organizer: The 9th International Symposium on Foundations of Quantum Mechanics in the Light of New Technology
  • Place of Presentation: 日立基礎研究所
  • Year and Date: 2008-08-26
• [Presentation] Transport properties of massless Dirac fermions system in an organic conductor α-(BEDT-TTF)_2I_3 (2008)
  • Author(s): N. Tajima
  • Organizer: The 9th International Symposium on Foundations of Quantum Mechanics in the Light of New Technology (ISQM-TOKYO'08)
  • Place of Presentation: 日立基礎研究所
  • Year and Date: 2008-08-26
• [Presentation] Effects of Zero-Mode Landau Level on Transport Property in an Organic Massless Dirac Fermions System α-(BEDT-TTF)_2I_3 under high pressure (2008)
  • Author(s): N. Tajima, S. Sugawara, M. Tamura, R. Kato, Y. Nishio and K. Kajita
  • Organizer: 25th Low Temperature Physics
  • Place of Presentation: Amsterdam
  • Year and Date: 2008-08-08
• [Presentation] Transport properties of massless Dirac Fermions system α-(BEDT-TTF)_2I_3 (2008)
  • Author(s): N. Tajima
  • Organizer: International Symposium on Molecular Conductors
  • Place of Presentation: 分子科学研究所
  • Year and Date: 2008-07-23
• [Presentation] Positive interlayer longitudinal magneto-resistance in a quasi two-dimensional organic zero gap semi-conduct α-(BEDT-TTF)_2I_3 (2008)
  • Author(s): S. Sugawara, N. Tajima, Y. Nishio and K. Kajita
  • Organizer: International Symposium on Molecular Conductors
  • Place of Presentation: 分子科学研究所
  • Year and Date: 2008-07-23
• [Presentation] Transport property of organic conductor, α-(BEDT-STF)_2I_3, in the magnetic field (2008)
  • Author(s): M Sato, S. Sugawara, N. Tajima, Y. Nishio and K. Kajita
  • Organizer: International Symposium on Molecular Conductors
  • Place of Presentation: 分子科学研究所
  • Year and Date: 2008-07-23
• [Presentation] 分子性Dirac電子系の電気伝導特性 (2008)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 東京大学物性研究所 極限セミナー
  • Place of Presentation: 東京大学物性研究所
  • Year and Date: 2008-06-10
• [Presentation] 分子性 Dirac 電子系の電気伝導特性 (2008)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 東京大学物性研究所 極限セミナー
  • Place of Presentation: 東京大学物性研究所
  • Year and Date: 2008-06-10
• [Presentation] 有機導体におけるDirac電子系: 電気伝導特性について (2008)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 京都大学 基礎物理学研究所セミナー
  • Place of Presentation: 京都大学基礎物理学研究所
  • Year and Date: 2008-05-30
• [Presentation] 有機導体における Dirac 電子系:電気伝導特性について (2008)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 京都大学 基礎物理学研究所セミナー
  • Place of Presentation: 京都大学基礎物理学研究所
  • Year and Date: 2008-05-30
• [Presentation] α-ET_2I_3のゼロギャップ状態における反磁性 (2008)
  • Author(s): 松岡七絵,金谷親英,齊藤敏明,西尾豊,梶田晃示,山本浩史,田嶋尚也,加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会 第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-24
• [Presentation] 有機ゼロギャップ電気伝導体のゼロモードと電磁伝導性 (2008)
  • Author(s): 田嶋尚也, 菅原滋晴,田村雅史,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会 第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-24
• [Presentation] 有機伝導体α(STF)_2I_3の磁場中伝導特性 (2008)
  • Author(s): 佐藤光幸,佐野康一郎,菅原滋晴,田嶋尚也,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会 第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-24
• [Presentation] α-(BEDT-STF)_2I_3の電荷不均化II (2008)
  • Author(s): 荒井健一,原田史朗,鷹野芳樹,開康一,高橋利宏,田嶋尚也,加藤礼三,内藤俊雄
  • Organizer: 日本物理学会 第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-24
• [Presentation] 有機ゼロギャップ導体の電気伝導性 (2007)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 基研研究会「分子性ゼロギャップ物質の新物性」
  • Place of Presentation: 京都大学基礎物理学研究所
  • Year and Date: 2007-12-03
• [Presentation] 有機ゼロギャップ導体の電気伝導性 (2007)
  • Author(s): 田嶋 尚也
  • Organizer: 基研研究会「分子性ゼロギャップ物質の新物性」
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2007-12-03
• [Presentation] 圧力でゼロギャップ状態と金属(超伝導)を行き来する有機導体 (2007)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 東邦大学複合物性研究センターシンポジウム「新規多機能有機素材の創成と評価」
  • Place of Presentation: 東邦大学
  • Year and Date: 2007-10-13
• [Presentation] 平行磁場下における層状金属α(BEDT-TTF)_2TlHg(SeCN)_4の層間磁気抵抗 (2007)
  • Author(s): 菅原滋晴,田嶋尚也,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-23
• [Presentation] 層状有機伝導体κ-(BEDT-TSeF)_2FeCl_4の1軸圧縮効果 (2007)
  • Author(s): 森慶祐,菅原滋晴,田嶋尚也,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-23
• [Presentation] 平行磁場下における層状金属a-(BEDT-TTF)_2TIHg(SeCN)_4の層間磁気抵抗 (2007)
  • Author(s): 菅原 滋晴
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-23
• [Presentation] 有機ゼロギャップシステムの低温電流磁気効果 (2007)
  • Author(s): 田嶋尚也, 菅原滋晴,田村雅史,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] α-(BEDT-STF)_2I_3単結晶の電荷不均化; ^<77>Se NMR (2007)
  • Author(s): 荒井健一, 開康一,鷹野芳樹,原田史朗,高橋利宏,田嶋尚也,加藤礼三,内藤俊雄
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] 有機伝導体α-(BEDT-STF)_2I_3の間伝導特性 (2007)
  • Author(s): 佐藤光幸,菅原滋晴,田嶋尚也,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] シリコン基板上でのBEDT-TTF錯体合成と輸送特性の評価 (2007)
  • Author(s): 川椙義高,池田睦,山本浩史,田嶋尚也,塚越一仁,加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] 有機ゼロギャップ導体の電気伝導性 (2007)
  • Author(s): 田嶋 尚也
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] 有機伝導体α-(BEDT-STF) _2I_3の層間伝導特性 (2007)
  • Author(s): 佐藤 光幸
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] シリコン基板上でのBEDT-TTB錯体合成と輸送特性の評価 (2007)
  • Author(s): 川椙 義高
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-22
• [Presentation] α-(BEDT-STF)_2I_3単結晶の電荷不均化;77Se NMR (2007)
  • Author(s): 荒井 健一
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] 有機ゼロギャップシステムの最近の進展について-圧力と磁場 (2007)
  • Author(s): 田嶋尚也
  • Organizer: 東邦大学複合物性研究センター研究会「ゼロギャップ電気伝導体」
  • Place of Presentation: 東邦大学
  • Year and Date: 2007-07-30
• [Remarks] プレスリリース(2009年4月30日)「多層状単結晶で世界初の二次元ゼロギャップ電気伝導体を実現-有機導体α-(BEDT-TTF)_2I_3 で、ゼロギャップ電子系の決定的な証拠を得る-
  • URL: http://www.riken.jp/r-world/info/release/press/2009/090430/detail.html
• [Remarks] 新聞記事:化学工業日報7面(2009年5月7日)「多層状単結晶で世界初の二次元ゼロギャップ電気伝導体を実現 理研-東邦大が世界初」
• [Remarks] ホームページ
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/molecule/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/molecule/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/molecule/index.html