強相関有機π-d電子結合系の電荷-スピン複合物性の解明と探索

• Project Area: J-Physics: Physics of conductive multipole systems
• Project/Area Number: 18H04298
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 井口 敏 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50431789)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000); Fiscal Year 2019: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 磁気輸送特性 / 電荷秩序 / πーd電子間相互作用 / π-d相互作用 / 金属ー絶縁体転移 / バンドフィリング / 電荷ースピン自由度 / 磁気誘電性 / 有機分子性導体

Outline of Annual Research Achievements

擬2次元有機強相関電子系alpha’’-(BEDT-TTF)2Rb1.2Co(SCN)4(alpha’’-Rb1.2Co)やtheta-(BEDT-TTF)2MM’(SCN)4(M=Rb,Cs; M’=Zn,Co、theta-MM’)において、π-d電子間相互作用や電荷-スピン結合物性を明らかにするため、金属相ではホール効果、磁気抵抗効果、絶縁体相では磁気誘電効果などを測定してきた。theta-RbZn、theta-RbCoではいずれの効果も、温度、磁場変化に乏しく、π―d相互作用や電荷-スピン結合がともに非常に小さいことが分かった。theta-CsM’ではtheta-RbM’よりやや大きな変化が観測され、π-d相互作用の有無の違いもあった。しかし、alpha’’-Rb1.2Coはそれらよりも顕著な変化があり、π-d相互作用、電荷-スピン結合ともに非常に大きいことが分かる。
alpha’’-Rb1.2Coで見られた顕著なπ-d相互作用の大きさを見積もるため、スピンフロップ現象を利用して磁化や磁気誘電効果の異常を詳しく調べた結果、約30 Kの相互作用であると見積もられた。また、磁場中での赤外スペクトルを測定することで、スピンフロップによるスピン状態の変化が電荷状態に影響することを見いだした。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Goethe-University(ドイツ)
• [Journal Article] Improvement of Magneto Optical Station in BL43IR (2020)
  • Author(s): Iguchi Satoshi、Ikemoto Yuka、Moriwaki Taro、Sasaki Takahiko
  • Journal Title: SPring-8/SACLA Research Report Volume: 8 Issue: 1 Pages: 88-92
  • DOI: 10.18957/rr.8.1.88
  • NAID: 130007969658
  • ISSN: 2187-6886
  • Year and Date: 2020-01-22
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lattice Dynamics Coupled to Charge and Spin Degrees of Freedom in the Molecular Dimer-Mott Insulator κ-(BEDT-TTF)2;Cu[(N(CN2)]Cl (2019)
  • Author(s): Masato Matsuura, Takahiko Sasaki, Satoshi Iguchi, Elena Gati, Jens Muller, Oliver Stockert, Andrea Piovano, Martin Bohm, Jitae T. Park, Sananda Biswas, Stephen M. Winter, Roser Valenti, Akiko Nakao, and Michael Lang
  • Journal Title: Phys Rev Lett. Volume: 123 Issue: 2 Pages: 027601-027601
  • DOI: 10.1103/physrevlett.123.027601
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Search for pi-d system in organic molecular conductors (2020)
  • Author(s): Satoshi Iguchi
  • Organizer: J-Physics Meeting FY2019
• [Presentation] 有機導体α’’-(BEDT-TTF)2Rb1.2Co(SCN)4の電荷秩序と磁気誘電性 (2019)
  • Author(s): 井口敏
  • Organizer: J-Physics 域研究会 札幌
• [Presentation] Charge Ordering and pi-d Interaction in Electron Doped 3/4-Filling System alpha’’-(BEDT-TTF)2Rb1.2Co(SCN)4 (2019)
  • Author(s): Satoshi Iguchi
  • Organizer: SCES2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] α''-(BEDT-TTF)2Rb1.2Co(SCN)4 の磁場中赤外分光 (2019)
  • Author(s): 井口敏, 山田修平, M.K. Nuryadin, 小林亮太, 森田康太郎, 米山直樹, 池本夕佳, 森脇太郎, 佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] Elucidation and exploration of charge-spin complex properties in organic strongly correlated π-d electrons system (2018)
  • Author(s): Satoshi Iguchi, Syuhei Yamada, Naoki Yoneyama, Takahiko Sasaki
  • Organizer: J-Physics Annual Meeting FY2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Metal-Insulator Transition and Magnetocapacitance Effect in alpha’’-(BEDT-TTF)2RbCo(SCN)4 (2018)
  • Author(s): Satoshi Iguchi, Syuhei Yamada, Ryota Kobayashi, Naoki Yoneyama, and Takahiko Sasaki
  • Organizer: ICSM2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] α''-(BEDT-TTF)2RbCo(SCN)4 の赤外分光 (2018)
  • Author(s): 井口敏、山田修平、小林亮太、米山直樹、池本夕佳、森脇太郎、佐々木孝彦
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] Electrical Properties of a''-(BEDT-TTF)2RbCo(SCN)4 (2018)
  • Author(s): Satoshi IGUCHI, Syuhei YAMADA, Ryota KOBAYASHI, Naoki YONEYAMA, Takahiko SASAKI
  • Organizer: SMS2018
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 研究室、成果等紹介
  • URL: http://cond-phys.imr.tohoku.ac.jp/index.html