2019 Fiscal Year Annual Research Report
Tuning of the electronic phase of organic Mott insulators by photo irradiation
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16K05752
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
松田 真生 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (80376649)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 有機モット絶縁体 / 光照射 / フタロシアニン / ポルフィリン / 相転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バンドが半分満たされた物質は金属相の出現が期待されるが、電子間のクーロン反発が大きい強相関電子系ではモット絶縁体と呼ばれる状態になる。モット絶縁体は通常のバンド絶縁体とは異なる電子状態であり電子材料として魅力的な系である。本研究では有機モット絶縁体に注目し、有機オプトエレクトロニクスと強相関電子系の新展開を開拓すべく、有機モット絶縁体の光による電子相制御を目指している。多くの有機モット絶縁体は対成分を有する、すなわち複数成分から構成されているが、本研究では単一成分からなる有機モット絶縁体であるフタロシアニン系のモット絶縁体に注目している。特に、蒸着による薄膜作製と電気分解による単結晶作製の双方が可能な系は、薄膜系と結晶系での諸物性の比較が可能であり研究の遂行に都合がいい。
今年度は、これまでに電気伝導性の光応答性が発現することを見出している薄膜素子を中心として研究に取り組んだ。電極の種類やアクセプター分子を含めた積層順の組み合わせなど、素子構造変化による応答性変化を検証することで、現状での最適な素子構造を決定した。また、薄膜作製後の後処理を施すことにより応答性が増大する現象について、薄膜の配向性とモルフォロジー変化に付随したものであることを確認できた。
光応答性の機構を考慮する上で重要な情報となり得る照射光の波長依存を可視光領域で検証することを試みたが、フタロシアニンは可視光領域の短波長・長波長に強い吸収帯があり、また、使用したアクセプターはそれを補う領域に吸収帯を有していたため、光応答性の明確な波長依存性を確認するには至らなかった。
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