強相関擬一次元有機導体の圧力効果と電荷のダイナミクス

Publicly Offered Research

Project Area	New Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom
Project/Area Number	21110517
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Nihon University (2010) Aoyama Gakuin University (2009)
Principal Investigator	糸井充穂日本大学, 医学部, 助教 (40422448)
Project Period (FY)	2009 – 2010
Project Status	Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help	¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000) Fiscal Year 2010: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2009: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	一次元有機導 / 圧力誘起超伝導 / 分子性固体 / 強相関電子系
Research Abstract	本研究では、化学圧力と外部圧力を用いて、分子自由度の制御を試みることで、擬一次元(TMTTF)_2Xで見られる圧力有機超伝導の起源を明確化する事を目的とした。今まで我々はキュービックアンビル圧力発生装置を用い、(TMTTF)_2X(X=PF_6,AsF_6,SbF_6)の系統的な圧力下における電気抵抗を調べてきた。その中で(TMTTF)_2SbF_6(基底状態:電荷秩序T_<co>=154Kと反強磁転移AF:T_N=8K)では、約5.5GPaの超高圧力下で超伝導(SC)転移(T_c=2.8K)を示し、この超伝導相は(TMTSF)_2Xや、電荷秩序及びスピンパイエルス相を基底状態とする(TMTTF)_2X(X=PF_6,AsF_6)に比べ、異常に広い圧力範囲(約5.5～9GPa)で特異な超伝導が観測される事を示した。最近、中村らにより(TMTTF)_2SbF_6よりも更に大きいカウンターアニオンを有する(TMTTF)_2TaF_6が合成された。(TMTTF)_2TaF_6は(TMTCF)_2X系の圧力相図において最陰圧側に位置すると考えられ、更に(TMTTF)_2TaF_6は、(TMTTF)_2SbF_6よりも常圧で高い電荷秩序温度(T_c=175K)と反強磁性転移(T_N=9K)を示す。(TMTTF)_2SbF_6と同様の基底状態を持つ(TMTTF)_2TaF_6の圧力下における超伝導相の探索は(TMTTF)_2X系の超伝導発現の理解を深めるには必須であると考え、我々はキュービックアンビル圧力発生装置を用い、8GPaまでの(TMTTF)_2TaF_6の高圧力下電気抵抗測定を行った。(TMTTF)_2TaF_6は常圧、低温下では他の(TMTTF)_2Xに比べ、やや高い電気抵抗を示すが、圧力印可とともに半導体的な電気抵抗の挙動が押さえられ、約5GPaで金属的温度依存性を示すとともに低温で超伝導が発現し、ゼロ抵抗が観測された。観測された超伝導の出現圧力範囲は意外に狭く、5～6GPa(低温2Kまでの測定範囲)であった。さらに高圧下(8GPa迄)では金属的な挙動が観測された。我々は今までに報告されていた(TMTCF)_2Xの圧力相図を、(TMTTF)_2X(X=PF_6,AsF_6,SbF_6,TaF_6、)一連の圧力下電気抵抗測定の結果から検証し、改良圧力相図を再提示した。