分子性強相関物質におけるバンド構造とバンドフィリングのその場制御
| Project/Area Number |
22K03534
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
|
|---|
| Research Institution | Toho University |
|---|
Principal Investigator |
川椙 義高 東邦大学, 理学部, 講師 (40590964)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
|
|---|
| Keywords | 分子性導体 / ディラック電子系 / 有機導体 / 電界効果 / 歪み制御 / 強相関電子系 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
強相関物質における量子多体効果を調べることを目的として、電子密度や電子の運動エネルギー(およびその異方性)など、複数のパラメータをその場制御する実験手法を確立する。具体的には、電気二重層トランジスタの原理によるキャリアドーピングとトランジスタ基板の曲げひずみを組み合わせ、分子性強相関物質(モット絶縁体や電荷秩序絶縁体)を金属、超伝導体、ディラック電子系などに変化させる。これによって、非従来型超伝導と磁気秩序の関係や、強相関絶縁相からディラック電子相への電子相転移を詳細に調べる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
強相関物質における量子多体効果を調べるため、電子密度や電子の運動エネルギー(およびその異方性)など、複数のパラメータをその場制御する実験手法を確立することを目指す。具体的には、電界効果によるバンドフィリング制御(キャリアドーピング)と基板の曲げひずみを組み合わせ、分子性強相関物質(モット絶縁体や電荷秩序絶縁体)を金属、超伝導体、ディラック電子系などに変化させる。これによって、非従来型超伝導と磁気秩序の関係や、強相関絶縁相からディラック電子相への電子相転移を詳細に調べる。
令和4年度は圧力によって強相関絶縁相からディラック電子相へ相転移する分子性物質に着目し、ひずみ効果と電界効果を組み合わせたディラック電子相の実現を試みた。特定の結晶軸方向に対するひずみ効果が予想よりも大きく、本来1.5GPa(15000気圧)の圧力が必要なディラック電子相が、わずか1%程度の基板曲げひずみで実現することがわかった。これにより、ひずみによるバンド構造制御が分子性物質に対して効果的であることが確認できた。令和5年度以降、電界効果によるバンドフィリング制御を組み合わせてディラック電子系への相転移を詳しく調べる。また、量子スピン液体候補物質に対してもひずみ制御を行い、磁気抵抗効果から、この物質の絶縁相においてスピンギャップが形成されていることを示した。この実験では試料を金属絶縁体転移のごく近傍の圧力に導く必要があり、前述のように分子性物質に対してひずみ効果が大きいだけでなく、細かな圧力制御が可能であることが明らかになった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和4年度は、当初の計画通り異方的ひずみによるバンド構造の制御を分子性強相関物質について行い、当初の予想よりも大きな効果を得てひずみ効果によるディラック電子相の実現に成功した。一方で電界効果によるバンドフィリングのその場制御については当初の計画よりやや遅れている。このため、全体としては研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は、令和4年度にひずみ制御に成功した分子性ディラック電子系に電界効果によるバンドフィリング制御を組み合わせて強相関絶縁体/ディラック電子系の間の相転移を詳しく調べる。また当初の計画通り、量子スピン液体候補物質における超伝導相図を得る。
|
Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
