2022 Fiscal Year Research-status Report
Realization of Thouless pumping in electronic systems
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20K20894
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮川 和也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90302760)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Keywords | 中性-イオン性転移 / 非相反伝導 / 電荷秩序 / 電荷グラス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トポロジカル励起が伝導を担うと考えられる中性-イオン性転移物質であるTTF-CAの中性状態、イオン性状態において圧力下のゼーベック係数の測定を継続して行った。前年度までと同様に、ゼーベック係数と伝導度測定を同時に行った。これによりゼーベック係数と伝導度、それぞれ別々に測定したときに生じる印加圧力のずれの問題を回避するようにした。
ゼーベック係数の測定に加え、強電場によるポーリングをおこないそこでの伝導度測定を行った。ポーリングに関してはパルス高電場を利用することおよび試料の温度をモニターすることで発熱によって相転移温度を超えないようにしたり、パルス電場より低い電場を相転移温度より上の温度から印加して転移をまたぐようにしたりした。交流電流を印加しロックインアンプで検出する方法と、直流電流を用いた方法で行った。
その結果、非相反伝導現象を見出した。この非相反伝導の起源は必ずしも自明でないことから二つの試料でおこなったところ非相反伝導現象はどちらの試料でも観測された。一方でその振る舞いに異なる点もあった。この振る舞いが異なる原因として印加圧力の違いによって同じイオン性相であっても状態に違いがある可能性や試料への端子付けの違いなどによる可能性もあるのではないかと考えられる。
電荷秩序、電荷ガラス状態をしめす三角格子系物質であるq-(BEDT-TTF)2X(Xはアニオン分子)のラマン測定による実空間イメージングを行った。この物質はXによって三角格子性が変化する。その結果、三角格子性の違いによる電荷分布の違いを観測したが、これは電荷ガラスの古典-量子クロスオーバーに起因する可能性がある。X=RbZn塩では結晶化温度以上では、電荷秩序/電荷ガラス界面に特異な針状構造が生じており、この針の幅は高温ほど太くなっていることが分かった。
これらの結果を学会などで発表し議論を行った。
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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
当初予定していたパルス電場下の測定もできるようになってきている。さらにこの結果、非相反伝導という当初、予想していない結果も得られた。
イメージングに関しても三角格子性と電荷分布を結びつけるデータを得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
非相反伝導に関しては二つの試料で観測できいるがその振る舞いに異なる点もある。印加圧などの違い、端子の付け方の違いなどによる可能性もありえるので条件を変えながら測定を行うことで、実験的要因の影響を排除していく。
これまでの結果を踏まえサウレスポンピングへの挑戦も続ける。
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| Causes of Carryover |
強電場印加によって非相反伝導という当初予想していない結果がえられ、この再現性などの確認に時間を要しているため。
加えて新型コロナの影響で特に国際会議への参加が制限さえれていたため。
予算は条件を変えて非相反伝導現象の本質を探る実験、サウレスポンピングへの挑戦、および研究成果を国内外の学会、論文発表で発表し議論を行うことに使用する。
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