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Effects of carrier doping on the quantum transport phenomena in organic massless Dirac electron system

Research Project

Project/Area Number 25287089
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

TAJIMA Naoya  東邦大学, 理学部, 教授 (40316930)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西尾 豊  東邦大学, 理学部, 教授 (20172629)
森成 隆夫  京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (70314284)
須田 理行  分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 助教 (80585159)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2013: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywords有機導体 / ディラック電子 / 量子ホール効果 / ランダウ準位 / ディラック電子系 / 量子輸送現象 / キャリア注入 / 分子性ディラック電子系 / 接触帯電法 / キャリアドープ / 電界効果
Outline of Final Research Achievements

We have discovered an organic conductor which 2D massless Dirac electron system was realized under high pressure. This is the first bulk massless Dirac electrons system. Moreover, according to the band calculation, the Dirac cones of this system are highly tilted. Thus, this material belongs to a broader category of 2D massless Dirac electrons system. However, both Shubnikov-de Haas (SdH) oscillations and quantum Hall effect (QHE) have not been observed yet in this system, because the Fermi level is always located at the Dirac point. Thus, the relativistic Landau levels has not directly been obtained yet. In this work, we succeeded in injecting carriers into this system. Significant is that SdH oscillations whose phase was modified by π Berry’s phase and half integer QHE were detected at low temperature. The detail examination of this quantum phenomena led to the reconstruction of the Dirac cones. Moreover, the tilt parameters of the Dirac cone were determined.

Report

(6 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (90 results)

All 2018 2017 2016 2015 2014 2013 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (23 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 20 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (64 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 7 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University Paris-Sud(France)

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    • DOI

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      田嶋尚也
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      科研費基盤研究(A)「ディラック電子系物質におけるマルチフェロイクス開拓」 第2回研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-18
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  • [Presentation] 正孔ドープした分子性ディラック電子系におけるクーロン相互作用2016

    • Author(s)
      秋田百合香, 坪井瑛里紗, 林頌也, 小川健太郎, 田嶋尚也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      科研費基盤研究(A)「ディラック電子系物質におけるマルチフェロイクス開拓」 第2回研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-17
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  • [Presentation] 多層ディラック電子系における層間磁気抵抗の角度依存性2016

    • Author(s)
      小川健太郎, 林頌也, 秋田百合香, 田嶋尚也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      科研費基盤研究(A)「ディラック電子系物質におけるマルチフェロイクス開拓」 第2回研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-17
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  • [Presentation] 分子性ディラック電子系におけるクーロン相互作用2016

    • Author(s)
      林頌也, 小川健太郎, 秋田百合香, 田嶋尚也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      科研費基盤研究(A)「ディラック電子系物質におけるマルチフェロイクス開拓」 第2回研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ディラック電子と超伝導の近接効果2016

    • Author(s)
      岩崎芳紀, 森成隆夫
    • Organizer
      科研費基盤研究(A)「ディラック電子系物質におけるマルチフェロイクス開拓」 第2回研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-17
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  • [Presentation] 正孔ドープした分子性ディラック電子系におけるクーロン相互作用2016

    • Author(s)
      秋田百合香, 林頌也, 小川健太郎, 田嶋尚也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-14
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  • [Presentation] α-ET2I3(D = BEDT-TTF, BEDT-TSF, BEDT-STF)の熱的性質2016

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      大嶋一樹, 木田悠斗, 田嶋尚也, 梶田晃示, 西尾豊, 内藤俊雄, 加藤礼三
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-14
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  • [Presentation] 多層ディラック電子系におけるベリー位相の特異な角度変化2016

    • Author(s)
      田嶋尚也, 秋田百合香, 林頌也, 小川健太郎, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-14
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  • [Presentation] 多層ディラック電子系における層間磁気抵抗の角度依存性2016

    • Author(s)
      小川健太郎, 林頌也, 秋田百合香, 田嶋尚也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-14
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  • [Presentation] 分子性ディラック電子系におけるクーロン相互作用2016

    • Author(s)
      林頌也, 小川健太郎, 秋田百合香, 田嶋尚也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-14
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  • [Presentation] 分子性ディラック電子系におけるクーロン相互作用とベリー位相の異常2016

    • Author(s)
      田嶋尚也
    • Organizer
      物性研短期研究会「パイ電子系物性科学の最前線」
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      東京大学物性研究所(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2016-08-09
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      田嶋尚也, 林頌也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2015第71回年次大会
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      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-20
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      林頌也, 須佐直人, 田嶋尚也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2015第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-20
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    • Author(s)
      大嶋一樹, 木田悠斗, 田嶋尚也, 梶田晃示, 西尾豊, 内藤俊雄, 加藤礼三
    • Organizer
      日本物理学会2015第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-20
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    • Author(s)
      森成隆夫
    • Organizer
      日本物理学会2015第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-20
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  • [Presentation] 分子性ディラック電子系のキャリア注入効果とディラックコーンの傾き効果2016

    • Author(s)
      田嶋尚也
    • Organizer
      科研費基盤研究(A)「ディラック電子系物質におけるマルチフェロイクス開拓」第1回研究会
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      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • Year and Date
      2016-01-29
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  • [Presentation] 有機導体ディラック電子系におけるスカーミオン2016

    • Author(s)
      森成隆夫
    • Organizer
      科研費基盤研究(A)「ディラック電子系物質におけるマルチフェロイクス開拓」第1回研究会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • Year and Date
      2016-01-29
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子性導体で実現したDirac電子系:発見まで~最近の進展2015

    • Author(s)
      田嶋尚也
    • Organizer
      日本物理学会大阪支部講演会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2015-10-20
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    • Invited
  • [Presentation] 分子性ディラック電子系へのキャリア注入効果2015

    • Author(s)
      田嶋尚也, 林頌也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季次大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-06
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  • [Presentation] 分子性ディラック電子系の低温輸送現象2015

    • Author(s)
      林頌也, 小澤拓弥, 田嶋尚也, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季次大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-06
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  • [Presentation] α-ET2I3の熱的性質2015

    • Author(s)
      大嶋一樹, 田嶋尚也, 梶田晃示, 西尾豊, 内藤俊雄, 加藤礼三
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季次大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-06
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  • [Presentation] 分子性Dirac電子系への正孔注入効果と量子伝導現象II2015

    • Author(s)
      田中元貴,小澤拓弥,田嶋尚也,須田理行,川椙義高,山本浩史,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum transport phenomena in molecular Dirac fermion systems2015

    • Author(s)
      N. Tajima
    • Organizer
      LPS seminar
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      LPS, Univ. Paris=Sud (France)
    • Year and Date
      2015-01-15
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    • Invited
  • [Presentation] Quantum Transport Phenomena in Molecular Dirac Fermion Systems2015

    • Author(s)
      N. Tajima, T. Yamauchi, T. Ozawa, M. Suda, Y. Kawasugi, H. M. Yamamoto, R. Kato, Y. Nishio and K. Kajita
    • Organizer
      International Workshop on Dirac Electrons in Solids
    • Place of Presentation
      Unov.of Tokyo(Bunkyo-ku ,Tokyo)
    • Year and Date
      2015-01-15
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Chirality effect on superconductivity2015

    • Author(s)
      T. Morinari
    • Organizer
      International Workshop on Dirac Electrons in Solids
    • Place of Presentation
      Unov.of Tokyo(Bunkyo-ku ,Tokyo)
    • Year and Date
      2015-01-14
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Interlayer Spin-flip Tunneling for Interlayer Magnetoresistance in Multilayer Dirac Fermion Systems2015

    • Author(s)
      K. Kubo and T. Morinari
    • Organizer
      International Workshop on Dirac Electrons in Solids
    • Place of Presentation
      Unov.of Tokyo(Bunkyo-ku ,Tokyo)
    • Year and Date
      2015-01-14
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Spin order in multilayered Dirac fermion systems2014

    • Author(s)
      田嶋尚也
    • Organizer
      理研セミナー(加藤分子物性研究室)
    • Place of Presentation
      理化学研究所(埼玉県・和光市)
    • Year and Date
      2014-11-27
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Effect of Interlayer Spin-flip Tunneling for Interlayer Magnetoresistance in Multilayer Dirac Fermion Systems2014

    • Author(s)
      K. Kubo and T. Morinari
    • Organizer
      International Workshop "Novel Quantum States in Condensed Matter 2014
    • Place of Presentation
      Kyoto Univ.(Kyoto-shi,Kyoto)
    • Year and Date
      2014-11-18
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum Hall effect in multilayered massless Dirac fermion systems2014

    • Author(s)
      N. Tajima
    • Organizer
      The 3th International Conference and Exhibition on Materials Science and Engineering
    • Place of Presentation
      San Antonio (USA)
    • Year and Date
      2014-10-06
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    • Invited
  • [Presentation] 分子性Dirac電子系への正孔注入効果と量子伝導現象2014

    • Author(s)
      山内貴弘,佐藤駿,小澤拓弥,田嶋尚也,須田理行,川椙義高,山本浩史,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季次大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県・春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-09
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子性Dirac電子系の高圧下輸送特性II2014

    • Author(s)
      小澤拓弥,田嶋尚也,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季次大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県・春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-09
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 多層Dirac電子系における層間磁気抵抗へのスピン反転トンネリングの効果2014

    • Author(s)
      久保健治,森成隆夫
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季次大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県・春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-09
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子性ディラック電子系へのキャリア注入と量子伝導現象2014

    • Author(s)
      田嶋尚也
    • Organizer
      東北大学金属材料研究所共同利用・共同研究ワークショップ「多自由度が協奏する分子システムの科学」
    • Place of Presentation
      東北大学金属材料研究所(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2014-07-20
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子性ディラック電子系における量子伝導現象と新奇ディラック電子系の発見

    • Author(s)
      田嶋尚也
    • Organizer
      基研研究会「固体中におけるディラック電子系物理の新展開」
    • Place of Presentation
      基礎物理学研究所 (京都)
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    • Invited
  • [Presentation] Quantum Transport Phenomena in Molecular Dirac Fermion Systems

    • Author(s)
      N. Tajima, T. Yamauchi, M. Suda, Y. Kawasugi, H. M. Yamamoto, R. Kato, Y. Nishio and K. Kajita
    • Organizer
      20th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • Place of Presentation
      Wroclaw Univ. of Tech. (Poland)
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  • [Presentation] Quantum Hall Effect in Molecular Dirac fermion systems

    • Author(s)
      T. Yamauchi, N. Tajima, M. Suda, Y. Kawasugi, H. M. Yamamoto, R. Kato, Y. Nishio and K. Kajita
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Physics Conference
    • Place of Presentation
      Makuhari Messe (Chiba)
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  • [Presentation] Effects of zero-mode Landau carriers on transport in Dirac fermion system α-(BEDT-TTF)2I3

    • Author(s)
      T. Ozawa, T. Yamauchi, S. Kurosaka, N. Tajima, R. Kato, Y. Nishio and K. Kajita
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Physics Conference
    • Place of Presentation
      Makuhari Messe (Chiba)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermoelectric power in multilayered massless Dirac Fermion system α-(BEDT-TTF)2I3

    • Author(s)
      R. Kitamura, Y. Nishio, N. Tajima, K. Kajita, R. Kato and T. Naito
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Physics Conference
    • Place of Presentation
      Makuhari Messe (Chiba)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 多層Dirac電子系における量子ホール状態と量子ネルンスト効果

    • Author(s)
      山内貴弘,田嶋尚也,須田理行,川椙義高,山本浩史,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
    • Organizer
      2013年日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島市)
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  • [Presentation] 多層Dirac電子系の低温異常

    • Author(s)
      田嶋尚也,小澤拓弥,山内貴弘,須田理行,川椙義高,山本浩史,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
    • Organizer
      2013年日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島市)
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  • [Presentation] 分子性ディラック電子系の輸送特性:進展により見えてきた問題

    • Author(s)
      田嶋尚也
    • Organizer
      科研費基盤研究(A)「固体中のディラック電子」第4回研究会
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      かんぽの宿 赤穂(赤穂市)
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  • [Presentation] 分子性Dirac電子系の低温問題

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      田嶋尚也,小澤拓弥,山内貴弘,須田理行,川椙義高,山本浩史,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
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  • [Presentation] 分子性Dirac電子系への正孔注入効果と量子伝導現象

    • Author(s)
      山内貴弘,小澤拓弥,田嶋尚也,須田理行,川椙義高,山本浩史,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
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  • [Presentation] 分子性Dirac電子系の高圧下輸送特性

    • Author(s)
      小澤拓弥,山内貴弘,田嶋尚也,加藤礼三,西尾豊,梶田晃示
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
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  • [Presentation] 有機導体α-(BEDT-TSeF)2I3単結晶の13C-NMR II

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      島本匠弥,荒井健一,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69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
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  • [Presentation] 多層Dirac電子系におけるスピン秩序状態

    • Author(s)
      久保健治,森成隆夫
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
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      鈴村順三,森成隆夫
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
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  • [Remarks] 東邦大学理学部物理学科物性物理学教室ホームページ

    • URL

      http://www2.ph.sci.toho-u.ac.jp/tajima/index.html

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    • URL

      http://www2.ph.sci.toho-u.ac.jp/tajima/index.html

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Published: 2013-05-21   Modified: 2020-05-15  

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