有機導体の柔らかい格子における電子状態:物性制御から設計へ

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10102004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鹿児島 誠一 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30114432)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 隆祐 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (60302824)
• Keywords: 有機導体 / 電子状態 / 一軸性加圧 / 低温X線回析 / 超伝導 / 電荷密度波 / スピン密度波

Research Abstract

計画の2年目として,まず昨年度の技術開発の成果を原著論文としてReview of Scientific Instruments誌に発表した。実験装置の開発においては,昨年度導入した極低温X線装置の試験を行い,4軸回折装置に相当する機能と性能をもつことを確かめた。今年度は極低温冷凍機を導入してX線装置への組み込みを行うとともに,極低温X線実験用1軸加圧セルを設計製作した。低温,1軸性加圧下でのX線実験のために,まず,常温で1軸性加圧セルの中の試料によるX線回折の実験に着手した。
有機導体の電気的性質の実験においては,まず擬2次元導体(BEDT-TTF)2XHg(SCN)4のK塩とNH4塩を対象として,1軸性加圧下での抵抗測定および磁気抵抗測定を行った。その結果,両者の常圧下の性質を統一的に理解することが可能であることを実証した。つまり,これらの物質の相違は,a軸方向とc軸方向の分子間距離のわずかな差にあり,これらの軸に沿う1軸圧縮によって,両者に同じ性質,つまり,金属性,超伝導性およびフェルミ面のネスティングを系統的に出現させることができることを発見した。この結果は,1軸性圧縮によって電子物性の制御が可能であることを実証した最初のケースといえる。擬1次元導体(TMTSF)2PF6においては,1次元軸に沿う1軸圧縮がスピン密度波相を抑制し,超伝導をもたらすことを発見した。直交する軸方向への1軸圧縮は,スピン密度波相の出現にほとんど影響を与えず,また,超伝導をもたらしもしない。この結果は従来の通説を覆すものである。
以上の発見を物理として確定するためには,来年度以後,1軸性圧縮下での構造の決定を進める必要がある。

Research Products

• [Publications] 近藤隆祐: "Donor-Acceptor Type Superconductor, (BETS)_2(Cl_2TCNQ)"Chemistry Letters. 333-334 (1999)
• [Publications] 鹿児島誠一: "Low-temperature diffuse X-ray studies of charge-density waves coexisting with spin-density waves in the organic conductors (TMTSF)_2PF_6 and (TMTSF)_2AsF_6"Solid State Communications. 110. 479-483 (1999)
• [Publications] 前里光彦: "Metal-insulator transition of the 1-D-half-filled band metal(TTM-TTP)I_3"Synthetic Metals. 103. 2109-2110 (1999)
• [Publications] V.A. Bondarenko: "Thermopower study of (TMTSF)_2AsF_6 SDW state"Synthetic Metals. 103. 2218-2219 (1999)
• [Publications] 花咲徳亮: "AMRO study of Fermi surface nesting of (BEDT-TTF)_2MHg(SCN)_4"Synthetic Metals. 103. 2087-2088 (1999)
• [Publications] 近藤隆祐: "Structure and properties of all organic conductor (BEDT-TSeF)_2X_1X_2TCNQ"Synthetic Metals. 103. 1628-1629 (1999)