2020 Fiscal Year Annual Research Report
有機結晶表面への光キャリア注入と光誘起二次元超伝導の創出
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19H02584
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
須田 理行 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80585159)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | モット絶縁体 / 光誘起相転移 / 光キャリア注入 / フォトクロミック分子 / 二次元超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らはこれまでに、フォトクロミック単分子膜を電界効果トランジスタ界面に組み込んだ光駆動型トランジスタを開発し、界面光異性化反応に伴う双極子変化を"光応答性電気二重層"として利用することで、有機強相関電子系物質における光誘起超伝導転移の観測に成功してきた。一方で、同原理に基づき誘起された超伝導相はデバイス"界面"に存在するため、基板やチャネル層のバルク部分が障害となり、適用可能な物性評価手法は限られていた。
本研究では、有機単結晶表面にフォトクロミック単分子膜を直接自己組織化させる手法を確立し、"デバイス構造を用いないバルク結晶表面への光キャリア注入"を実現すると共に、結晶"表面"において光誘起超伝導転移を観測することに成功した。また、上部臨界磁場の角度依存性測定により、誘起された超伝導相が二次元性を有することを明らかとした。更に、デバイス界面では困難であった赤外反射率測定による超伝導転移過程の分光的観測が可能となり、実際に結晶表面におけるモット絶縁体/超伝導(金属)相転移を分光的に観測することにも成功した。現在、単結晶表面におけるフォトクロミック単分子膜の分子配向を詳細に観察するとともに、より高濃度の光キャリア注入が可能な分子の設計を進めるとともに、光誘起キャリアの極性制御にも取り組んでおり、光誘起超伝導相の更に詳細な評価を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は研究代表者の研究機関の移動、covid-19による物品調達の遅れ、出張実験の中止などが重なり、研究計画を予定通りに進めることは出来なかった。しかしながら、初年度に当初の計画以上の進展があったため、研究計画全体としては、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
走査型トンネル顕微鏡により、単結晶表面の分子配向を詳細に評価し、より高濃度な光キャリア注入や、注入キャリアの極性の制御が可能な分子の設計を進める。同時に走査型トンネル分光、強磁場下での輸送測定など有機強相関電子系におけるフィリング制御型超伝導機構の解明に取り組む。
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