2021 Fiscal Year Research-status Report
Real-space observation of the electronic nanoclusters in strongly correlated charge glass systems
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18KK0375
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
橋本 顕一郎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00634982)
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| Project Period (FY) |
2019 – 2022
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| Keywords | 電荷ガラス / 幾何学的フラストレーション / ノイズ分光 / 非線形伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、物性物理学の分野において、有機固体結晶中の伝導電子が、強い電子相関と幾何学的フラストレーション効果により、ランダムな電荷分布・電荷配置のまま凍結した電荷ガラス状態が見出され、大きな注目を集めている。電荷ガラス状態では、巨大非線形伝導や負性抵抗領域における自発的電流振動現象などが観測されており、X線構造解析から示唆されるナノクラスター電子構造との関連性が議論されている。そこで本研究では、電荷ガラス物質における「非自明な巨大非線形・非平衡応答」と「実空間でのナノクラスター電子構造」の関係を明らかにすることを目的として、国際共同研究のもと、走査型近接場光顕微鏡を行い、電荷ガラス状態における電子構造のナノスケール実空間観察から、強相関電子系における電子相関を起源とした本質的不均一構造がもたらす非自明かつ巨大な非線形・非平衡現象の物理的起源を解明することを目指している。
当該年度は、フランクフルト大学とドレスデン工科大学に滞在し、それぞれノイズ分光測定および走査型近接場光顕微鏡測定を行う予定であったが、コロナ禍のため、滞在を中止した。代替策として、オンラインを有効活用し、フランクフルト大学のグループと密接に連携をはかり、三角格子のフラストレーションの強さが異なる一連の電荷ガラス物質のノイズ測定を行い、論文として公表した (Involvement of structural dynamics in the charge-glass formation in molecular metals, T. Thomas et al.,Phys. Rev. B 105, L041114 (2022))。本研究成果は、電荷ガラスが構造ガラスと密接な関係にあることを示すものであり、電荷ガラス形成機構の解明に重要な知見を与えるものであると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度は、電荷ガラス状態における電子構造のナノスケール実空間観察を行う予定であったが、実験を行うなことが出来なかったため、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ドレスデン工科大学に短期滞在し、電荷ガラス物質θ-(BEDT-TTF)2MZn(SCN)4 (M = Rb, Cs)の単結晶薄膜に対して、電圧印加を印加した状態で、査型近接場光顕微鏡(SNOM)測定を行う。そのうえで、電子状態の実空間マッピングを行い、電圧印加によりどのように電荷ガラス状態におけるナノスケールヘテロ構造が融解し、巨大なスイッチング現象が生じるのかを明らかにする。
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