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2010 Fiscal Year Annual Research Report

分子性低次元導体の光誘起相転移動力学の理論

Research Project

Project/Area Number 19540381
Research InstitutionInstitute for Molecular Science

Principal Investigator

米満 賢治  分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 准教授 (60270823)

Keywords有機導体 / 電荷秩序 / 光誘起相転移 / 絶縁体金属転移 / クーロン相互作用 / 電子格子相互作用 / 量子干渉 / 絶縁破壊
Research Abstract

2次元1/4フィリングの有機導体で電荷秩序を有し、光誘起融解ダイナミクスがよく調べられているα-(BEDT-TTF)_2I_3の初期過程に注目した。電荷秩序を安定化するのに最も重要なのはクーロン相互作用である。光照射後数百フェムト秒の時間スケールでは分子配置の変化に対応する格子振動との結合が見えていた。光照射直後数十フェムト秒で、相関をもつ多電子の運動と分子変形に対応する分子振動が見えることがわかった。これは分子間の電子移動と分子振動の励起が同程度のエネルギーで起こるためであり、これらが量子的に干渉してファノ反共鳴を起こす。異方的三角格子上の拡張パイエルス・ハバード模型に分子振動とのホルシュタイン結合を加えて計算した。多電子-フォノン系の厳密な波動関数の時間発展から、この干渉挙動を求めて実験結果とよい一致をみた。光照射は分子間の電子移動を駆動し、分子振動を励起する。これらの位相が逆になって弱め合った後に分子振動に相当する周期で電子が分子間で揺さぶられる。これらの位相がずれた後に金属への相転移が起きる。光照射前の電荷秩序を主に安定化しているのはクーロン相互作用だが、分子振動との結合もかなり安定化に寄与していることがわかった。
絶縁破壊による非線形伝導機構として、ランダウ・ツェナーの議論したものと、一方の金属電極から物質の準位を通して他方の金属電極に電子が移動するものがある。これらは本来、違う現象である。これらの関係を見るため非平衡グリーン関数法を用い、絶縁体と金属電極の結合を顕わに取り入れて電流電圧特性を計算した。

  • Research Products

    (36 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (27 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Growth Dynamics of Photoinduced Domains in Two-Dimensional Charge-Ordered Conductors Depending on Stabilization Mechanisms2010

    • Author(s)
      Y.Tanaka, K.Yonemitsu
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: 79 Pages: 024712(8)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Charge, Lattice, and Spin Dynamics in Photoinduced Phase Transitions from Charge-Ordered Insulator to Metal in Quasi-Two-Dimensional Organic Conductors2010

    • Author(s)
      S.Miyashita, Y.Tanaka, S.Iwai, K.Yonemitsu
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: 79 Pages: 034708(9)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoinduced Coherent Oscillations in the One-Dimensional Two-Orbital Hubbard Model2010

    • Author(s)
      N.Maeshima, K.Hino, K.Yonemitsu
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 82 Pages: 161105(4)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Early-Stage Dynamics of Light-Matter Interaction Leading to the Insulator-to-Metal Transition in a Charge-Ordered Organic Crystal2010

    • Author(s)
      Y.Kawakami, T.Fukatsu, Y.Sakurai, H.Unno, H.Itoh, S.Iwai, T.Sasaki, K.Yamamoto, K.Yakushi, K.Yonemitsu
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett.

      Volume: 105 Pages: 246402(4)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoinduced Dynamics in the One-Dimensional Two-Orbital Degenerate Hubbard Model2010

    • Author(s)
      N.Maeshima, K.Yonemitsu, K.Hino
    • Journal Title

      J.Phys.: Conf.Ser.

      Volume: 200 Pages: 012109(4)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theory of I-N Characteristics for Two-Dimensional Charge-Ordered Electron Systems at Quarter Filling2010

    • Author(s)
      Y.Tanaka, K.Yonemitsu
    • Journal Title

      Physica B

      Volume: 405 Pages: S211-S213

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Frustration and Lattice Effects on Photoinduced Melting of Charge Orders in Quasi-Two-Dimensional Organic Conductors2010

    • Author(s)
      K.Yonemitsu, S.Miyashita, Y.Tanaka
    • Journal Title

      Physica B

      Volume: 405 Pages: S369-S372

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] θ型有機導体の電荷秩序状態における非線形伝導の理論2011

    • Author(s)
      田中康寛
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学(新潟県)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] 光誘起ダイナミクスが示す中性イオン性転移に対する分子内振動の役割2011

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学(新潟県)
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] Photoinduced Phase Transition Dynamics : Interplay between Correlated Electrons and Molecular Vibrations during Insulator-Metal and Neutral-Ionic Transitions2011

    • Author(s)
      K.Yonemitsu
    • Organizer
      International School and Symposium on Multi-functional Molecule-based Materials
    • Place of Presentation
      Argonne National Laboratory(USA)
    • Year and Date
      2011-03-17
  • [Presentation] Theory of Nonlinear Conduction in Charge-Ordered Electron Systems on a Triangular Lattice2011

    • Author(s)
      Y.Tanaka
    • Organizer
      International School and Symposium on Multi-functional Molecule-based Materials
    • Place of Presentation
      Argonne National Laboratory(USA)
    • Year and Date
      2011-03-15
  • [Presentation] 二次元電荷秩序相における電圧下での非平衡定常状態と非線形伝導の理論2011

    • Author(s)
      田中康寛
    • Organizer
      次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発第5回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      甲南大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-02-23
  • [Presentation] 光誘起ダイナミクス:分子内自由度と広域状態の動的相関2011

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      研究会「固体光誘起状態の非平衡ダイナミックス理論とその今後の展望」
    • Place of Presentation
      KEK・物質構造科学研究所(茨城県)
    • Year and Date
      2011-02-16
  • [Presentation] 絶縁体に電気を流す:ナノとマクロで異なる伝導機構および電気が流れるときの電荷秩序の挙動2011

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      自然科学研究機構「自然科学における階層と全体」シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋・安保ホール(愛知県)
    • Year and Date
      2011-01-18
  • [Presentation] 二次元電荷秩序相における非線形伝導についての理論的研究2011

    • Author(s)
      田中康寛
    • Organizer
      物性研・CMSI・次世代ナノ情報合同研究会「計算物質科学の課題と展望」
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県)
    • Year and Date
      2011-01-06
  • [Presentation] 光と電流による物質の相変化:非平衡状態の理論的研究2010

    • Author(s)
      田中康寛
    • Organizer
      有機固体若手の会・冬の学校2010:有機物質科学博覧会
    • Place of Presentation
      上諏訪(長野県)
    • Year and Date
      2010-12-11
  • [Presentation] 有限バイアス下における電荷秩序の挙動と非線形伝導2010

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      G-COE研究会「金属錯体の固体物性科学最前線:錯体化学と固体物性物理と生物物性の連携新領域創成を目指して」
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-12-03
  • [Presentation] BEDT-TTF塩の電荷秩序の光誘起融解過程からみえる分子振動と格子変位の役割2010

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      研究会「相関電子系における電荷秩序と誘電異常-遷移金属酸化物と分子性化合物の最近の展開」
    • Place of Presentation
      青山学院大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-11-26
  • [Presentation] 三角格子上の電荷秩序相における非線形伝導の理論2010

    • Author(s)
      田中康寛
    • Organizer
      第4回物性科学領域横断研究会-凝縮系科学の最前線
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      2010-11-13
  • [Presentation] 光誘起相転移ダイナミクス:電子と構造のインタープレイ2010

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      研究会「相関の強い量子系の新量子相探求とダイナミックスの解明」
    • Place of Presentation
      分子科学研究所(愛知県)
    • Year and Date
      2010-11-12
  • [Presentation] Quantum Phonon Effects on Photoinduced Insulator-to-Metal Transition Dynamics in Organic BEDT-TTF Salts2010

    • Author(s)
      K.Yonemitsu
    • Organizer
      The 10th Japan-China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
    • Place of Presentation
      コープイン京都(京都府)
    • Year and Date
      2010-10-18
  • [Presentation] Growth Dynamics of Photoinduced Domains in Two-Dimensional Charge-Ordered Organic Conductors2010

    • Author(s)
      Y.Tanaka
    • Organizer
      The 10th Japan-China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
    • Place of Presentation
      コープイン京都(京都府)
    • Year and Date
      2010-10-18
  • [Presentation] 電極に繋がれた一次元ハバードモデルの非平衡状態と電流電圧特性2010

    • Author(s)
      田中康寛
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-26
  • [Presentation] 三角格子上の電荷秩序状態における非線形伝導の理論2010

    • Author(s)
      田中康寛
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-26
  • [Presentation] ダイマー・モット絶縁相の光誘起ダイナミクス:相互作用変調vs.キャリア導入2010

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] Nonequilibrium States and I-V Characteristics in Interacting Electron Systems : Keldysh Green's Function Approach2010

    • Author(s)
      Y.Tanaka
    • Organizer
      International Workshop on Statistical Physics of Quantum Systems
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-08-03
  • [Presentation] Quantum-Phonon Effects on Photoinduced Insulator-to-Metal Transitions in Organic Conductors2010

    • Author(s)
      K.Yonemitsu
    • Organizer
      International Workshop on Statistical Physics of Quantum Systems
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-08-02
  • [Presentation] Photoinduced Insulator-to-Metal Transition Dynamics in Models for Quasi-Two-Dimensional Organic Conductors2010

    • Author(s)
      K.Yonemitsu
    • Organizer
      The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano-Materials
    • Place of Presentation
      Brisbane(Australia)
    • Year and Date
      2010-07-14
  • [Presentation] Photoinduced Modulation of Effective Interactions and Carrier Densities in Organic Mott Insulators2010

    • Author(s)
      K.Yonemitsu
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      2010-07-07
  • [Presentation] Theory of Current-Voltage Characteristics in Two-Dimensional Charge-Ordered Electron Systems2010

    • Author(s)
      Y.Tanaka
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      2010-07-05
  • [Presentation] 有機導体の光誘起絶縁体金属転移における量子フォノンと干渉効果2010

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      物性研短期研究会「外部場の時間操作と実時間物理現象
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県)
    • Year and Date
      2010-06-22
  • [Presentation] 二次元有機導体における電荷秩序の光誘起融解ダイナミクスの理論2010

    • Author(s)
      田中康寛
    • Organizer
      物性研短期研究会「外部場の時間操作と実時間物理現象
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県)
    • Year and Date
      2010-06-22
  • [Presentation] BEDT-TTF塩の光誘起相転移ダイナミクス:α型とκ型における分子振動の量子効果2010

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      CREST岩井チーム・ミーティング
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2010-06-04
  • [Presentation] 光誘起相転移ダイナミクスの理論:低次元の電気伝導性をもつ化合物を光で物性変化するための相互作用と構造の模型解析2010

    • Author(s)
      米満賢治
    • Organizer
      第23期CAMMフォーラム本例会
    • Place of Presentation
      九段会館(東京都)
    • Year and Date
      2010-04-02
  • [Book] "Theory of Photoinduced Phase Transitions in Quasi-One-Dimensional Organic Conductors" in Molecular Electronic and Related Materials-Control and Probe with Light(T.Naito, ed.)2010

    • Author(s)
      K.Yonemitsu
    • Total Pages
      16
    • Publisher
      Research Signpost/Transworld Research Network
  • [Remarks]

    • URL

      http://magellan.ims.ac.jp/research-O-j.htm

URL: 

Published: 2012-07-19  

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