2009 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom |
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| Project/Area Number |
20110005
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡本 博 The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40201991)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩井 伸一郎 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60356524)
島野 亮 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (40262042)
石坂 香子 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (20376651)
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| Keywords | 分子性導体 / 光誘起相転移 / 超高速分光 / テラヘルツ分光 / レーザー光電子分光 |
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| Research Abstract |
・ 可視領域において、時間分解能約20fsにて高精度に過渡反射率変化の検出が可能な分光測定系を構築した。それを用いて、分子性半導体の光誘起中性-イオン性転移について、光励起によって生じる電荷と分子自由度のダイナミクスの精密検出を行った。この光誘起相転移において、電荷移動過程と分子変位や分子変形の間の相互作用が重要な役割を果たしていることを示した。
・ 分子性導体における光誘起絶縁体金属(IM)転移の機構として、従来とは異なる高効率IM転移の機構を見出した。すなわち、二量体モット絶縁体において二量体あたりのオンサイトクーロンエネルギーを、二量体内の分子変位を介して光で制御することに成功した。時間幅を約12fsに圧縮した赤外パルスを用い、電荷秩序系二次元分子性導体における光誘起IM転移の初期過程を詳細に観測した。
・ Tc=12K以下においてスピン密度波(SDW)を形成する擬一次元導体(TMTSF)2PF6に注目し、近赤外光照射によって生じるスピン秩序の変化をテラヘルツ周波数帯にあるSDWギャップの変化を直接観測することにより調べた。その結果、光照射後3ps以内のSDWギャップの縮小(励起強度が強い場合はSDWの消失)、および、その後の回復過程を観測することに成功した。さらに、Tc近傍では、SDWギャップは閉じていないにも関わらず、ギャップの回復時間が発散傾向を示すことを見出した。この結果を、一次元電子構造に由来する大きなゆらぎの効果とその結果生じるTc近傍の臨界緩和現象として解釈した。
・ 擬一次元分子性導体のレーザー角度分解光電子分光測定を行った。電荷密度波を示すTTF-TCNQおよびTsF-TCNQにおいて、明瞭なバンド分散やフェルミ面とその温度変化を観測した。TTF系では強相関を示唆する異常な温度変化が観測されるのに対し、TSF系では電荷密度波形成とその揺らぎで説明できるような弱相関的振舞が初めて明らかとなった。また、擬一次元超伝導体(TMTSF)2ClO4において初めて金属性の確証となるフェルミ端を観測した。
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