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2010 Fiscal Year Annual Research Report

分子性結晶の電子間相互作用およびスピン自由度に起因する新規伝導現象の解明と探索

Research Project

Project/Area Number 22740237
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

山口 尚秀  独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料センター, 主任研究員 (70399385)

Keywords分子性結晶 / 非線形伝導 / モット絶縁体 / スピン依存伝導 / 電子間クーロン相互作用 / 誘電率 / 巨大磁気抵抗 / 電荷秩序
Research Abstract

モット絶縁体のkappa-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Clの誘電率測定によって、金属相に近い電荷秩序系のtheta-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)4に比べると小さいものの、低温極限で面内と面間で10程度の誘電率の異方性があることを見出した。kappa-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Clの非線形伝導と誘電特性も、theta型塩と同様に、熱励起されたダブロン・ホロン(電子・ホール)対の電場による解離および分極として統一的に理解できることがわかった。ただし磁気抵抗はtheta型塩と比べると小さく、電荷秩序系の電子・ホール励起がスピンを持つのに対し、モット絶縁体のダブロン・ホロン励起がスピンを持たないという違いを反映しているのではないかと考えている。これらの結果を論文にまとめPhysical Review B誌に投稿した。強電場効果やスピン依存伝導現象をさらに調べるため、分子性結晶上へのサブミクロンスケールの微小電極形成を行った。通常の電子線リソグラフィーの方法は分子性結晶に適用するのは難しいため、集束イオンビーム加工によって作製したメタルマスクを使って、微小電極形成を行った。電極間隔の異なる複数のtheta-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)4の測定を行い、非線形伝導の生じる電圧が系統的に変化するのを観測した。これは微小電極によって接触抵抗ではなく試料の特性を測定できていることを意味する。(BEDT-TTF)3Br(pBIB)などの金属の分子性結晶への微小電極形成も試みた。この場合は、余分な電流パスを防ぐためGEワニスを薄く塗布して絶縁膜として用いた。また、窒素冷却した状態での蒸着を行うなど接触抵抗の低減を目指した。

  • Research Products

    (9 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fermi surface and in-plane anisotropy of the layered organic superconductor kappa_L-(DMEDO-TSeF)_2[Au(CN)_4](THF) with domain structures2011

    • Author(s)
      川本正、森健彦、山口尚秀, 他
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 83 Pages: 012505(1-4)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 層状分子性結晶の非線形伝導と巨大磁気抵抗2011

    • Author(s)
      山口尚秀
    • Journal Title

      固体物理

      Volume: 46 Pages: 29-39

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Charge Transport in Charge-Ordered Layered Crystals theta-(BEDT-TTF)_2MZn(SCN)_4 (M=Cs, Rb) : Effects of Long-Range Coulomb Interaction and Pauli Exclusion Principle2010

    • Author(s)
      山口尚秀, 他
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 81 Pages: 235110(1-18)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-linear current-voltage characteristics in alpha-(BEDT-TTF)_2I_32010

    • Author(s)
      小玉恒太、木俣基、山口尚秀, 他
    • Journal Title

      Physica B

      Volume: 405 Pages: S176-S178

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微小電極を用いて測定した分子性結晶の伝導特性2011

    • Author(s)
      山口尚秀
    • Organizer
      特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学 ユビキタス元素戦略」第7回領域会議
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2011-01-07
  • [Presentation] 微小電極による分子性結晶の伝導測定2010

    • Author(s)
      山口尚秀
    • Organizer
      有機固体若手の学校冬の学校
    • Place of Presentation
      上諏訪
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] メタルマスクによる分子性結晶上へのサブミクロン電極の作製2010

    • Author(s)
      山口尚秀
    • Organizer
      日本物理学会 2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-26
  • [Presentation] 層状分子性結晶theta-(BEDT-TTF)_2CsZn(SCN)_4の低周波誘電特性2010

    • Author(s)
      山口尚秀
    • Organizer
      特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学 ユビキタス元素戦略」第6回領域会議
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2010-05-29
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nims.go.jp/NFM/member/yamaguchi/index.html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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