2019 Fiscal Year Research-status Report
２バンド系１次元伝導体におけるバンド間相互作用による特異な電子相の系統的研究
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19K03720
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| Research Institution | Fukushima Medical University |
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Principal Investigator |
開 康一 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (00306523)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 弘泰 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40596607)
石井 康之 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (90391854)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ニ鎖一次元伝導体 / NMR / 反磁性 / 圧力下 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は二鎖一次元分子性導体HMTSF-TCNQ での (1) 異常な反磁性の起源の解明、および (2) 磁場で誘起される新たな電子相の可能性の検証、の二点が目的である。
まず(1)の異常な反磁性を明らかにするために、次の実験研究に着手した。1) TCNQ参照試料としていくつかのTCNQ錯体を合成し、その試料での静磁化率測定と13C-NMR実験を行った。2) 常圧におけるHMTSF-TCNQ の強磁場NMR測定。このうち1)についてはスピン-パイエルス物質として知られているMEM-(TCNQ)2の測定を行い、TCNQの13Cサイトでの超微細結合定数の等方成分を明らかにすることができた。また、同じくドナーアクセプタ型1:1電荷移動錯体である(BO)(Cl2TCNQ)の13C-NMR測定の結果と比較することにより、TCNQ錯体の13C-NMRの系統性を理解することができた。このことは、NMR実験結果の解析に必要な重要なパラメータが一つ明らかになったことを意味する。2) の目標の一つと位置付けていた2鎖電子系の磁化率に対する寄与の分離に役に立つことが期待される。
以上に加えて、常圧でのホール効果と熱起電力の測定も新たに行われ、結果が出始めている。今後、NMRによる微視的測定と輸送特性の結果を突き合わせることで2鎖系のそれぞれの電子系の役割の解明を目指す。
一方、理論的な研究も分担者によりある程度の進捗を得た。すなわちバンド間の相互作用を考慮に入れることにより磁化率や熱起電力の温度依存性を定性的ながら説明することができる見通しがついた。
本研究の目的に挙げる (2) は圧力印加が必要である。2019年度内に圧力下の静磁化率の測定を始めることができた。今後丁寧な圧力依存の測定、圧力下でのNMR実験へと進展することが期待できる。
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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
HMTSF-TCNQの静磁化率測定と一部のSe-NMRとC-NMR実験は早い段階に行うことができた。ただ、SeとCの超微細結合定数が必ずしも明らかではなかったので類似系における値で代用、または推定値での解析をしていた。解析に任意性があるためドナー、アクセプタ双方が電子系に寄与する本系での静磁化率に対する寄与を分離することが難しかったのであるが、アクセプタであるTCNQ錯体で参照物質を作成し、その試料でNMR実験/解析し、他のTCNQ錯体と比較をすることでTCNQサイトの超微細結合定数の等方成分を得ることができた。2鎖系のうち少なくとも片方のスピン磁化率の寄与の絶対値を明らかにできる重要な結果である。
また、常圧に限ったものであるがホール効果の測定と熱起電力の高精度測定がなされた。キャリアの正負と数を評価できることの意義は大きい。
輸送特性の測定も理論的にも
実験的には微視的、巨視的双方の測定が出そろいつつあること、理論的にも問題点が少しずつ明らかになり、各種の計算結果を実験と比較することが可能になりつつあることが、「おおむね順調」と評価した根拠である。
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| Strategy for Future Research Activity |
3月から4月にかけて行う予定であった実験はすべて延期した。また、メンバーが集まって議論する場を持つことが困難になった。遠隔会議システムでのweb議論を開催し、いくつかの問題点を実験と理論の双方で共有することができた。今後は遠隔会議による意見交換を有効に使う。
NMR実験は6月下旬から再開する予定である。引き続き常圧での静磁化率とNMRによる局所磁化率の対比から異常反磁性の起源を明らかにすることを目指す。一方で、圧力下での電子状態の解明に着手する。静磁化率の圧力依存を丁寧に測定すること、圧力下でのNMR実験の準備をすることが必要である。前者にはすでに着手している。引き続き理論との連携を密にとりながら研究を推進する。
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| Causes of Carryover |
R元年度にNMR用高周波アナライザを購入する予定であった。当初、従来型の大型機を検討していたが、PCとusb接続することによる安価なものを見出した。その安価なものでも十分に目的の用途に使用できることが確かめられたので予定していた物品の購入を見送ったことが金額の実績額が異なる大きな理由である。
この分を、次年度以降、国際的に価格が上昇しているヘリウムガスに充てる計画である。
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Research Products
(3 results)
