Infrared optical study of charge glass and liquid states of charge ordered organic conductors

• Project/Area Number: 26800173
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: HASHIMOTO Kenichiro 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00634982)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 電荷秩序 / 電荷ガラス / 幾何学的フラストレーション / 有機導体 / 光学伝導度 / モット絶縁体 / 超伝導 / 赤外分光 / 高圧実験

Outline of Final Research Achievements

In this study, we found a characteristic low-energy peak structure in the optical conductivity spectra of a quasi-2D organic compound with a triangular lattice, θ-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)4, in which competition between two kinds of charge-ordering patterns leads to a glassy CO state. We also performed optical conductivity measurements under high pressure for an antiferromagnetic dimer-Mott insulator β'-(BEDT-TTF)2ICl2 that shows superconductivity at 14.2 K under 8 GPa, which revealed that charge fluctuations inside of dimers plays an important role in the high-temperature superconductivity.

Research Products

• [Journal Article] Emergence of charge degrees of freedom under high pressure in the organic dimmer-Mott insulator b7-(BEDT-TTF)2ICl2K (2015)
  • Author(s): K. Hashimoto, R. Kobayashi, H. Okamura, H. Taniguchi, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, S. Iguchi, M. Naka, S. Ishihara and T. Sasaki
  • Journal Title: Phys. Rev. B Volume: 92 Issue: 8 Pages: 085149-085149
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.085149
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Disorder-Induced Topological Change of the Superconducting Gap Structure in Iron Pnictides (2014)
  • Author(s): Y. Mizukami, M. Konczykowski, Y. Kawamoto, S. Kurata, S. Kasahara, K. Hashimoto, V. Mishra, A. Kreisel, Y. Wang, P. J. Hirschfeld, Y. Matsuda, and T. Shibauchi,
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 5 Issue: 1 Pages: 5657-5657
  • DOI: 10.1038/ncomms6657
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Optical response of a glassy electronic state in $\theta$-(BEDT-TTF)$_{2}$CsZn(SCN)$_{4}$ (2014)
  • Author(s): Kenichiro Hashimoto, Shicheng C. Zhan, Ryota Kobayashi, Satoshi Iguchi, Naoki Yoneyama, Taro Moriwaki, Yuka Ikemoto and Takahiko Sasaki
  • Journal Title: JPS conf. Proc. Volume: 3
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.013018
  • Peer Reviewed
• [Presentation] κ-H3(Cat-EDT-TTF)2におけるプロトンダイナミクスがもたらす誘電応答に対する量子揺らぎ効果 (2016)
  • Author(s): 橋本顕一郎, 小林亮太, 上田顕, 森初果, 佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会2016年年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] κ-H3(Cat-EDT-TTF)2におけるプロトン揺らぎがもたらすπ電子サーモクロミズム (2016)
  • Author(s): 伊藤桂介, 橋本顕一郎, 小林亮太, 黒子めぐみ, 上田顕, 森初果, 井口敏, 佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会2016年年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] 電荷グラス物質θ-(ET)2CsZn(SCN)4における瞬時強電場効果 (2016)
  • Author(s): 内藤陽太, 加藤隆寛, 伊藤弘毅, 川上洋平, 山本薫, 橋本顕一郎, 佐々木孝彦, 岩井伸一郎
  • Organizer: 日本物理学会2016年年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] 金属 絶縁体転移を示す有機伝導体α''-(ET)2RbCo(SCN)4のテラヘルツ時間領域分光II (2016)
  • Author(s): 伊藤弘毅, 村松幸則, 市村純一, 大畠洋和, 米山直樹, 黒子めぐみ, 小林亮太, 橋本顕一郎, 井口敏, 佐々木孝彦, 岩井伸一郎
  • Organizer: 日本物理学会2016年年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] 電荷秩序系有機導体θm-(BEDT-TTF)2TlZn(SCN)4における電荷自由度の液体-固体転移 (2016)
  • Author(s): 佐々木智, 橋本顕一郎, 井口敏, 小林亮太, 伊藤桂介, 黒子めぐみ, 大嶋一樹, 田嶋尚也, 西尾豊, 森脇太郎, 池本夕佳, 上田顕, 森初果, 小林賢介, 熊井玲児, 村上洋一, 佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会2016年年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] 物理的・化学的圧力による擬一次元強相関有機導体(BPDT-TTF)2Xの電子状態の制御 (2016)
  • Author(s): 小林亮太, 橋本顕一郎, 米山直樹, 熊田伸弘, 武井貴弘, 谷口弘三, 佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会2016年年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] κ-H3(Cat-EDT-TTF)2における水素結合がもたらす強誘電性I：誘電率と分極履歴 (2015)
  • Author(s): 橋本顕一郎, 伊藤桂介, 井口敏, 小林亮太, 上田顕, 森初果, 佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 関西大学
  • Year and Date: 2015-09-16
• [Presentation] κ-H3(Cat-EDT-TTF)2における水素結合がもたらす強誘電性II：分光測定 (2015)
  • Author(s): 伊藤桂介, 橋本顕一郎, 井口敏, 小林亮太, 上田顕, 森初果, 佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 関西大学
  • Year and Date: 2015-09-16
• [Presentation] 擬一次元電荷秩序系有機導体δ’C-(PT)2X(X=ICl2,AuCl2)の温度圧力相図 (2015)
  • Author(s): 小林亮太, 橋本顕一郎, 黒部貴秀, 米山直樹, 谷口弘三, 佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 関西大学
  • Year and Date: 2015-09-16
• [Presentation] θm-(BEDT-TTF)2TlZn(SCN)4における不均一な電荷秩序状態 (2015)
  • Author(s): 佐々木智, 井口敏, 橋本顕一郎, 伊藤桂介, 小林亮太, 大嶋一樹, 田嶋尚也, 西尾豊, 森脇太郎, 池本夕佳, 佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 関西大学
  • Year and Date: 2015-09-16
• [Presentation] 金属-絶縁体転移を示す有機伝導体α''-(ET)2RbCo(SCN)4のテラヘルツ時間領域分光 (2015)
  • Author(s): 伊藤弘毅, 市村純一, 大畠洋和, 米山直樹, 黒子めぐみ, 小林亮太, 橋本顕一郎, 井口敏, 佐々木孝彦, 岩井伸一郎
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 関西大学
  • Year and Date: 2015-09-16
• [Presentation] Charge degrees of freedom under high pressure in an organic dimer-Mott insulator β’-(BEDT-TTF)2ICl2 (2015)
  • Author(s): K. Hashimoto, R. Kobayashi, H. Okamura, H. Taniguchi, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, S. Iguchi, M. Naka, S. Ishihara, T. Sasaki
  • Organizer: 11th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets
  • Place of Presentation: Bad Gogging, Germany
  • Year and Date: 2015-09-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A systematic study of quasi-one-dimensional organic compounds α-(BPDT-TTF)2X (X = ICl2, AuCl2) under pressure (2015)
  • Author(s): R. Kobayashi, K. Hashimoto, N. Yoneyama, H. Taniguchi, T. Sasaki
  • Organizer: 11th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets
  • Place of Presentation: Bad Gogging, Germany
  • Year and Date: 2015-09-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] プロトン 電子相関系有機導体κ-X3(Cat-EDT-TTF)2[X = H,D]の赤外分光測定 (2015)
  • Author(s): 小関武仁，橋本顕一郎，佐々木智，伊藤桂介，池本夕佳，森脇太郎，上田顕，森初果，佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] 光学伝導度スペクトルからみたダイマーモット絶縁体β’-(BEDT-TTF)2ICl2の圧力下超伝導に対する磁気・電荷揺らぎの効果 (2015)
  • Author(s): 橋本顕一郎，小林亮太，井口敏，岡村英一，谷口弘三，森脇太郎，池本夕佳，中惇，石原純夫，佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] 1.5サイクル赤外パルスが駆動する超高速電荷ダイナミクス；電荷グラス物質θ-(ET)2CsZn(SCN)4 II (2015)
  • Author(s): 内藤陽太，石川貴悠，寒河江悠途，川上洋平，伊藤弘毅，山本薫，薬師久弥，橋本顕一郎，佐々木孝彦，岩井伸一郎
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] 核断熱消磁温度でのトルク測定によるκ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2の渦糸固体・液体転移の研究 (2015)
  • Author(s): 佐々木智，橋本顕一郎，佐々木孝彦，山口明，杉井かおり，山下穣
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] 高圧下におけるダイマーモット絶縁体β ' - (BEDT - TTF) 2 ICl 2 の光学伝導度スペクトル (2015)
  • Author(s): 橋本顕一郎，小林亮太，井口敏，佐々木孝彦，岡村英一，谷口弘三，池本夕佳，森脇太郎
  • Organizer: 日本放射光学会
  • Place of Presentation: 立命館大学
  • Year and Date: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [Presentation] 準一次元強相関有機導体α, α'-(BPDT-TTF)2ICl2の絶縁体状態の研究II (2014)
  • Author(s): 小林亮太，橋本顕一郎，井口敏，黒部貴秀，米山直樹，谷口弘三，佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] 準一次元強相関有機導体α, α'-(BPDT-TTF)2ICl2の絶縁体状態の研究I (2014)
  • Author(s): 橋本顕一郎，小林亮太，井口敏，黒部貴秀，米山直樹，三浦章，武井貴弘，熊田信弘，渡邉真史，野田幸男，熊井玲児，谷口弘三，佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] Optical study of a dimer-Mott insulator β'-(BEDT-TTF)2lCl2 under high pressure (2014)
  • Author(s): Kenichiro Hashimoto
  • Organizer: Gordon Research Conferences
  • Place of Presentation: 米国メイン州ベイツ大学
  • Year and Date: 2014-08-03 – 2014-08-08