• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2022 Fiscal Year Annual Research Report

強相関パイ電子-分子格子ダイナミクスが誘起する分極性量子液体相

Research Project

Project/Area Number 19H01833
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

佐々木 孝彦  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20241565)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松浦 直人  一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 主任研究員 (30376652)
中 惇  東京電機大学, 理工学部, 准教授 (60708527)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords強相関電子系 / パイ電子 / 量子スピン液体 / フォノン
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,BEDT-TTF分子系分子性導体が特徴的に有する階層的な分子内振動‐分子格子振動(フォノン)ダイナミクスと強相関パイ電子系電荷/スピン自由度の結合が生み出す新しい量子液体状態,すなわち,フォノンがアシスト・増強する分極自由度を伴った電子誘電性・ダイポール液体や電荷ガラス,スピン液体の開拓と解明を目的とする.
2022年度は,研究期間最終年度にあたり,前年度以前に引き続いて分子フォノンと電荷状態の低エネルギー励起を赤外分光で観測するために遠赤外-中赤外光域での微小単結晶試料における顕微分光測定を行った.特に,エックス線照射により分子欠陥を導入した分子性有機超伝導体k-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Brの低エネルギー励起状態に対するランダムネス依存性を明らかにした.ランダムネスの導入により強相関金属状態/超伝導からアンダーソン絶縁体状態に連続的に変化する過程においてパイ電子の低エネルギー励起状態の変化として観測することに成功した.この結果は,ランダムネス誘起の絶縁体状態がソフトクーロンギャップ状態であることを示唆している.
また,分子性有機物質である量子スピン液体系k-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3およびモット転移の極近傍に位置するk-(d-BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]BrについてフランスグルノーブルILL熱中性子炉における非弾性中性子実験をフランス・ドイツの海外研究協力者と共同して実験実施した結果,それぞれのフォノン測定に成功した.量子スピン液体系物質においては6K異常といわれる温度において分子ダイマーのブリージング(息継ぎ)モードと呼ばれるパイ電子と結合したフォノンに特徴的な線幅異常が観測された,詳細な解析と考察から低温ではバレンスボンド状態となっていることが示唆され,これまでのスピン液体描像に大きな変化を与える成果が得られた.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Institute Laue-Langevin(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Institute Laue-Langevin
  • [Int'l Joint Research] Goethe University, Frankfurt/MPI-pkfs, Dresden(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Goethe University, Frankfurt/MPI-pkfs, Dresden
  • [Journal Article] Phonon renormalization effects accompanying the 6K anomaly in the quantum spin liquid candidate κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN32022

    • Author(s)
      Matsuura Masato、Sasaki Takahiko、Naka Makoto、Mueller Jens、Stockert Oliver、Piovano Andrea、Yoneyama Naoki、Lang Michael
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 4 Pages: L042047-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.4.L042047

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Monomer Mott Insulator (BEDT-TTF)Cu[N(CN)2]2 as a Potential Nodal Line System2022

    • Author(s)
      Yoneyama Naoki、Nuryadin Muhammad Khalish、Tsumuraya Takao、Iguchi Satoshi、Takei Takahiro、Kumada Nobuhiro、Nagao Masanori、Tanaka Isao、Sasaki Takahiko
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 91 Pages: 113704-1-4

    • DOI

      10.7566/JPSJ.91.113704

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical Conductivity Spectra of Charge-Crystal and Charge-Glass States in a Series of θ-Type BEDT-TTF Compounds2022

    • Author(s)
      Hashimoto Kenichiro、Kobayashi Ryota、Ohkura Satoshi、Sasaki Satoru、Yoneyama Naoki、Suda Masayuki、Yamamoto Hiroshi M.、Sasaki Takahiko
    • Journal Title

      Crystals

      Volume: 12 Pages: 831~831

    • DOI

      10.3390/cryst12060831

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of the charge-crystal and charge-glass state in geometrically frustrated organic conductors studied by fluctuation spectroscopy2022

    • Author(s)
      Thomas Tatjana、Thyzel Tim、Sun Hungwei、Mueller Jens、Hashimoto Kenichiro、Sasaki Takahiko、Yamamoto Hiroshi M.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 105 Pages: 205111-1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.205111

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 異方性結晶における偏光変調法を用いた赤外磁気光学カー効果測定III2023

    • Author(s)
      井口敏, 小林広樹, 池本夕佳, 古川哲也, 伊藤弘毅, 岩井伸一郎, 森脇太郎, 佐々木孝彦
    • Organizer
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [Presentation] モノマーモット絶縁体(ET)Cu[N(CN)2]2の誘電特性2023

    • Author(s)
      西村雄磨, 米山直樹, M.K.Nuryadin, 圓谷貴夫, 井口敏, 佐々木孝彦
    • Organizer
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [Presentation] 層状有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2における抵抗ノイズ測定2023

    • Author(s)
      杉浦栞理, 佐々木孝彦, T. Thyzel, J. Mueller
    • Organizer
      日本物理学会 2023年春季大会
  • [Presentation] Nonmagnetic disorder effect to the FFLO phase in layered organic superconductor k-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)22023

    • Author(s)
      Shiori Sugiura, Shusaku Imajo, Motoi Kimata, Shinya Uji, Taich Terashima, Koichi Kindo, Takahiko Sasaki
    • Organizer
      American Physical Society March meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] FFLO phase diagram of layered organic superconductor k-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2 with nonmagnetic disorder2023

    • Author(s)
      Shiori Sugiura , Shusaku Imajo, Motoi Kimata, Shinya Uji, Taichi Terashima, Koichi Kindo, Takahiko Sasaki
    • Organizer
      The 14th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 層状有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2のFFLO超伝導相における乱れの効果2022

    • Author(s)
      杉浦栞理, 今城周作, 木俣基, 宇治進也, 寺嶋太一, 金道浩一, 佐々木孝彦
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 量子スピン液体候補物質κ-(BEDT-TTF)2Cu2CN3の6K異常における格子ダイナミクス2022

    • Author(s)
      松浦直人, 佐々木孝彦, 中惇, Jens Mueller, Michael Lang, Oliver Stockert and A. Piovano
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 層状反強磁性モット絶縁体κ-(ET)2Cu[N(CN)2]Clにおける熱伝導2022

    • Author(s)
      古川哲也, 谷口弘三, 佐々木孝彦
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 異方性結晶における偏光変調法を用いた赤外磁気光学カー効果測定 I2022

    • Author(s)
      井口敏, 池本夕佳, 小林広樹, 北澤英明, 伊藤弘毅, 岩井伸一郎, 森脇太郎, 佐々木孝彦
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 異方性結晶における偏光変調法を用いた赤外磁気光学カー効果測定 II2022

    • Author(s)
      小林広樹, 井口敏, 池本夕佳, 北澤英明, 伊藤弘毅, 岩井伸一郎, 森脇太郎, 佐々木孝彦
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] ESR studies on spin-singlet transition in organic salt (BEDT-TTF)Cu[N(CN)2]22022

    • Author(s)
      M. K. Nuryadin, Y. Oshima, N. Yoneyama, S. Iguchi, and T. Sasaki
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] Randomness Effect on the Correlated p-electrons in Molecular Organic Superconductors with Quenched Disorder Introduced by X-ray Irradiation2022

    • Author(s)
      T. Sasaki, N. Sato, T. M. Moriya, S. Sugiura, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, and N. Yoneyama
    • Organizer
      29th International conference on Low Temperature Physics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Inelastic neutron scattering study on lattice dynamics at the 6K anomaly in the quantum spin liquid candidate k-(BEDT-TTF)2Cu2CN32022

    • Author(s)
      M. Matsuura, Takahiko Sasaki, Makoto Naka, Jens Mueller, Oliver Stockert, and Andrea Piovano, Naoki Yoneyama, Michael Lang
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Condensed Matter Physics 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 東北大学金属材料研究所低温電子物性学研究部門

    • URL

      http://cond-phys.imr.tohoku.ac.jp/

URL: 

Published: 2023-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi