2020 Fiscal Year Annual Research Report
Signal transfer by stochastic resonance in cooperation with proton-fluctuation and enhancement of charge-transfer in molecular materials as biological model system
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18K18725
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐々木 孝彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20241565)
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2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 分子性有機導体 / ノイズ / プロトン運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，分子内プロトンダイナミクスと結合・連動するパイ電子系電荷ダイナミクスが顕著に発現する強相関電子系分子性物質に対して，コンダクタンスノイズの検出方法の構築，発生機構の解明，さらに外部ノイズ印加による信号伝達機構の解明と伝達信号増強を試みるものである．３年間の研究期間の最終年度にあたる本年度は，これまでゲーテ大学フランクフルト(ドイツ)との国際共同研究としておこなってきたコンダクタンスノイズ測定装置開発を完了し，これを用いた強相関パイ電子系分子性有機導体におけるプロトンダイナミクスと連動した分子末端エチレン基振動とパイ電子結合により発生するノイズ測定を実施した．さらに，その結果を取りまとめ，学術雑誌に投稿し掲載となった．論文発表とあわせて会議発表を行った．
本研究では，分子性ダイマーモット絶縁体であるBEDT-TTF系電荷移動錯体に対して今回開発・精度向上させたコンダクタンスゆらぎ（ノイズ）分光法を適用し，試料が高電気伝導性を示す高温領域から絶縁性が高い低温領域までの広い温度・電気伝導度範囲における電子状態変化を，ノイズ特性の変化として調べることができることを示した．この手法により、ダイマーモット型BEDT-TTF系電荷移動錯体で観測されるガラス的挙動およびリラクサー的挙動を示す強誘電性状態に対して，明確な2準位状態のコンダクタンス揺らぎが1/f-タイプのノイズスペクトルに重畳する様子を観測し，ナノスケールの極性領域が形成された電気分極状態となることが明らかになった．また，本研究成果は，コンダクタンスノイズ分光法が，分子性強誘電体に限らず，無機物質系強誘電体における電気分極ダイナミクスを観測する測定手法としても広く適用可能であることを示すことができた．
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