Molecular quantum liquids in strongly correlated electron systems

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H06346
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Kato Reizo 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (80169531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田嶋 尚也 東邦大学, 理学部, 教授 (40316930) ; 山本 浩史 分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 教授 (30306534)
• Project Period (FY): 2016-05-31 – 2021-03-31
• Keywords: 分子性固体・有機導体 / 強相関電子系 / 超伝導 / 分子デバイス / 量子スピン液体 / ディラック電子系 / 単一成分分子性導体 / 含金属有機導体

Outline of Final Research Achievements

In the strongly correlated electron systems, several degrees of freedom are simultaneously competing with each other, which provides uncharted electronic states, quantum liquids. We investigated three types of quantum liquids in molecular π electron systems, (1) Quantum spin liquid, (2) Multi-layer Dirac electron system, (3) Non-Fermi liquid in the vicinity of the field-induced Mott transition.

Free Research Field

数物系科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

強相関電子系の基礎学理を明確にし、さらに宇宙・素粒子物理学等、広い学問領域への波及効果が期待される。一方、二層グラフェンを用いた新たな電界効果デバイスの動作性能予測やハバード模型を模した量子シミュレーターの現実解提供等、関連する分子エレクトロニクスや量子情報デバイスの開発に向けても十分波及効果のある成果である。