In-situ NMR studies of strongly correlated electron systems under light illumination

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K18897
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: Goto Atsushi 国立研究開発法人物質・材料研究機構, マテリアル基盤研究センター, グループリーダー (30354369)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 光物性 / 核磁気共鳴

Outline of Final Research Achievements

The interactions between electrons and light in solids not only contribute to our lives as the basis for optoelectronics and photocatalysis, but also play important roles in essential issues in condensed matter physics, such as photo-induced phase transitions and photo-induced superconductivity. In this study, to elucidate the mechanisms behind these phenomena, we developed a system and method that enable us to perform nuclear magnetic resonance (NMR) measurements, which is a powerful method for investigating the electronic states of solids, under light irradiation, and applied them to actual materials, obtaining important knowledge necessary for utilizing the method.

Free Research Field

固体物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

核磁気共鳴法（NMR）は固体の電子状態を調べる有力な手法として知られており、これまでも超伝導体や磁性体の多様な物性に関する情報を提供してきた。本研究は、この技術に光照射という新たなパラメーターを追加することで、特徴的な電子状態を持つ様々な物質の特徴に「新たな光」を当てることを目指して行われた。本手法の確立により、光照射による状態変化を多面的に分析することが可能となり、多様な物質の光誘起現象を研究するための汎用技術として、強相関電子系のほか、太陽電池、スピントロニクス、光触媒などへの活用が期待される。