2004 Fiscal Year Annual Research Report
低次元有機導体における磁場誘起超伝導現象の探索と解明
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15073225
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
宇治 進也 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノマテリアル研究所, ディレクター (80344430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺嶋 太一 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノマテリアル研究所, 主幹研究員 (40343834)
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| Keywords | 有機伝導体 / 強磁場 / 超伝導 |
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| Research Abstract |
現在までに、λ-(BETS)_2FeCl_4の伝導面内に強磁場を加えると、1)10.5T付近で反強磁性絶縁体状態から常磁性金属状態へと転移した後、20T付近で抵抗が急激に減少し超伝導状態へと転移する。2)さらに強磁場ではこの超伝導は破壊され、42T程度で常磁性金属状態へと戻り、この磁場誘起超伝導転移は温度の上昇ともに抑制される。3)Feイオンを非磁性のGaイオンで置換すると、反強磁性絶縁相は抑制され、磁場誘起超伝導相は徐々に低磁場にシフトする。ことを見出してきた。そこで、本年度は、ClイオンをBrイオンに置換した系λ-(BETS)_2FeCl_<4-x>Br_xの強磁場電子状態を詳細に調べた。Brイオンは僅かながらClイオンよりも大きいために、Br置換は結晶に負の化学圧を印加することに対応する。
磁場を伝導面内c軸に平行に印加すると、低温でBr濃度の増加に伴い、反強磁性絶縁相がより安定化することを見出した。また、Br置換の場合には、磁場誘起超伝導相は、λ-(BETS)_2FeCl_4と同様に32Tで最も高いTcを持ち(もっとも安定化し)続けることを見出した。このことから 1)Br置換でも、Feスピンの作る内部磁場はほとんど変化しないことを意味している。つまりドナー分史上の伝導電子とFeスピンとの交換相互作用は変化しない。2)Br置換により、伝導電子系のMott不安定性が増大した。これはBr置換によりドナー分子間の距離が広がり、結果として分子間のトランスファー積分が小さくなり、Mott不安定性を決定するU/tが増大したことを意味している。(U:電子相関の大きさ t:トランスファー積分)
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