| Project/Area Number |
19H00891
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 32:Physical chemistry, functional solid state chemistry, and related fields
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
Yamamoto Hiroshi 分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 教授 (30306534)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川椙 義高 東邦大学, 理学部, 講師 (40590964)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥45,500,000 (Direct Cost: ¥35,000,000、Indirect Cost: ¥10,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2019: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
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| Keywords | 超伝導体 / 基板歪み / 電界効果 / 強相関電子系 / モット絶縁体 / スピントロニクス / キラリティ / CISS効果 / 超伝導 / 電界効果トランジスタ / 有機トランジスタ / 超伝導デバイス / キラル伝導体 / 界面ドーピング |
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| Outline of Research at the Start |
伝導電子同士が強く相互作用する「強相関電子系」は、高温超伝導などのユニークな機能性を発現するため基礎物性研究の面でもデバイス応用の面でもかねてより注目を集めている。本研究では分子界面を用いた強相関電子デバイスを舞台に以下の３つの課題に挑戦する。(i)温度・圧力・キャリア密度を同時に変化させた強相関電子系の三次元相図を完成させる基礎学術研究。(ii) 室温で動作する電子デバイスとしての応用可能性を探る研究。(iii) キラルな空間群を持つ有機強相関結晶を用いて「スピン偏極電流」を生成する新たなスピントロニクスの研究。
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| Outline of Final Research Achievements |
Strongly correlated electron systems, in which conduction electrons interact strongly with each other, can dramatically change their physical properties with changes in minute carrier density and pressure, and exhibit unique functionalities such as high-temperature superconductivity. For this reason, they have attracted attention as electronic materials for some time, but there remain many unresolved aspects of their basic physical properties. In this study, a new strongly correlated electron device using molecular interfaces was fabricated, and the ground-state phase diagram of organic strongly correlated electrons with simultaneous changes in temperature, pressure and carrier density was completed, identifying the parameter space required for superconductivity. Furthermore, spin polarization was generated in the superconducting phase using organic strongly correlated crystals with chiral space groups, and a new superconducting spintronics was proposed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
強相関電子系超伝導体として知られるペロブスカイト型銅酸化物は非常に硬い物質であるため、キャリア密度制御には向いているものの圧力制御による超伝導相探索に向いていなかった。本研究では柔軟な有機分子結晶を用いることにより、圧力とキャリア密度の両者をパラメータとする強相関電子系超伝導の相図を完成させることができたので、超伝導相探索・理論構築における重要な手がかりを与え、将来の超伝導工学・超伝導エレクトロニクスに貢献できると期待される。また今回見出したキラル超伝導体を用いたスピン偏極の生成は、磁石によるキラル分子の分離原理にも踏み込むものであり、今後のキラル物質科学に多くの示唆を与えるものである。
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