2021 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 | 分子性導体 / 二次元超伝導 / 光誘起相転移 / フォトクロミック分子 |
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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、磁場下での輸送測定や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。本表面二次元超伝導相は、光によって誘起されるため、結晶内に人工的相分離構造を作製することが可能である。実際に、フォトマスクを用いた部分的光照射によって単一結晶内に超伝導相とモット絶縁層を作り分けることがかのうであることを明らかとした。この結果は、光によって任意に超伝導相を描画する光超伝導配線技術実現への可能性を示すものである。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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