2022 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of Electronic Properties under Multiple Extreme Conditions in Condensed Conjugation Molecular Materials
| Project Area | Condensed Conjugation Molecular Physics and Chemistry: Revisiting "Electronic Conjugation" Leading to Innovative Physical Properties of Molecular Materials |
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| Project/Area Number |
20H05869
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
橋本 顕一郎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00634982)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
庄子 良晃 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40525573)
水上 雄太 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80734095)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | 高密度共役 / フラストレーション / 電荷ガラス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画の目的は、「空隙をデザインし、空間を電子で埋める」という概念に基づき、分子構造・配列と電子密度を自在制御することで、電子多体効果による電子の局在化＝重い電子化に伴う未踏電子機能を提唱・実現することである。一般的に電子同士が互いに強く相互作用する場合には、分子性物質においても電子相関効果による電荷・スピンの局在化＝重い電子化が期待される。そこで、高密度共役集積体の新奇電子物性の探索を目指し、領域内共同研究を通じて、電荷・スピンフラストレーションを内包した高密度共役集積体の物性開拓を目指した研究を行っている。
当該年度は、高密度共役分子性物質中に三角格子によるフラストレート構造が存在することで、電荷の結晶化とガラス化の間で拮抗が生じるθ型BEDT-TTF塩の研究を行った。特に、斜方晶系および単斜晶系θ型BEDT-TTF塩の電気抵抗および光伝導スペクトルを比較することで、斜方晶系では正三角形格子のフラストレーションにより電荷ガラスが実現する一方で、単斜晶系では、二等辺三角格子のフラストレーションにより、電荷ガラスが実現することを明らかにした(Optical Conductivity Spectra of Charge-Crystal and Charge-Glass States in a Series of θ-Type BEDT-TTF Compounds, K. Hashimoto et al., Crystals 12, 831 (2022).)。
また、当該年度は、さまざまな高密度共役分子性物質の相転移現象を高感度に測定できるシステムとして、無冷媒12T超伝導マグネット付きの比熱測定システムの構築を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、電荷ガラス物質やMOF物質における超伝導体の研究が進展しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
橋本が研究代表者として、有機合成化学を専門とする庄子と熱輸送測定を専門とする水上と連携をはかり、 高密度分子集積化に伴う電子の多体効果がもたらす未踏電子機能を探索・実現する。その結果得られた物質設計・探索指針をもとに、「高密度共役物質」を舞台とした新しい非線形・非平衡現象を実現し、本領域の推進に貢献する。
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