α'-(BEDT-TTF)2IBr2における電子型強誘電相の不均一分布

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: New Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom
• Project/Area Number: 21110524
• Research Institution: Institute for Molecular Science
• Principal Investigator: 山本 薫 Institute for Molecular Science, 物質分子科学研究領域, 助教 (90321603)
• Keywords: 有機導体 / 分子性固体 / 誘電体物性 / 強相関電子系 / 光物性

Research Abstract

我々は,α-(BEDT-TTF)2I3塩(α-I3)が電荷秩序によって自発電気分極することを見出し,電子を起源とするその新奇な強誘電機構に注目している。この塩を起点とした強誘電物質群開拓を進めるために,本研究では,ヨウ素塩と同様にトリハライドを対イオンとしながらも,結晶構造がことなるα^'-(BEDT-TTF)2IBr2塩(α^'-IBr2)を選択し,その分極特性の検討を行っている。本年は(1)広視野領域型サファイアアンビル圧力セルの設計・作製を行い,これを用いて行った(2)液化アルゴン圧媒体による静水常圧下SHG像観測により,α^'-IBr2塩が巨視的な自発分極を発現する強誘電体であることを示した。また,この塩は電荷秩序転移点よりも高温で既に絶縁体であり,電荷秩序の融解相が金属であるα-I3塩とは電荷の局在機構に差異が存在する可能性がある。両塩の電子状態を比較する目的で(3)赤外・ラマンスペクトル測定を行い,α^'-IBr2塩の高温相は電荷が動的に無秩序化している状態であることを実験的に明らかにした。強誘電体は常誘電相に双極子が存在する秩序・無秩序型物質,および双極子をもたない変位型物質が存在し,おおきく異なる転移機構および分極特性を示す。本研究により,α^'-IBr2塩は前者の物質群に属することが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Direct observation of ferroelectric domains created by Wigner crystallization of electrons in α-[bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene]2I3 (2010)
  • Author(s): K.Yamamoto, A.A.Kowalska, K.Yakushi
  • Journal Title: Applied Physics Letters 96 Pages: 122901
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evidence for exchange interaction between donor and acceptor layers in β'-(BEDT-TTF)(TCNQ) (2009)
  • Author(s): Eto, Y., Kawamoto, A., Kumagai, K., Matsunaga, N., Yamamoto, K., Yakushi, K.
  • Journal Title: PHYSICAL REVIEW B 80 Pages: 174506
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Charge order-disorder phase transition in α'-(BEDT-TTF)_2IBr_2 (2009)
  • Author(s): Yue, Y., Nakano, C., Yamamoto, K., Uruichi, M., Wojciechowski, R., Inokuchi, M., Yakushi, K.
  • Journal Title: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 78 Pages: 044701
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultrafast THz response of photo-induced insulator to metal transition in charge or dered organic conductor α-(BEDT-TTF)_2I_3 (2009)
  • Author(s): H.Nakaya, Y.Takahashi, S.Iwai, K.Yamamoto, K.Yakushi, S.Saito
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 148 Pages: 012039
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 電荷秩序による有機導体の強誘電相転移 (2010)
  • Author(s): 山本薫
  • Organizer: 日本物理学会65会年次大会
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山県)
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] 光学SHG観測によるα'-(BEDT-TTF)2IBr2の強誘電転移 (2009)
  • Author(s): 山本薫, コヴァルスカ アネタ, 薬師久弥
  • Organizer: 第3回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(愛知県)
  • Year and Date: 2009-09-23
• [Presentation] SHG顕微鏡観測によるα-(BEDT-TTF)2I3およびα'-(BEDT-TTF)2IBr2の強誘電転移 (2009)
  • Author(s): 山本薫
  • Organizer: 分子研研究会"新規な誘電体最前線 電子と強誘電性"
  • Place of Presentation: 分子科学研究所(愛知県)
  • Year and Date: 2009-09-23
• [Presentation] Improper Ferroelectric Transition in α'-(BEDT-TTF)2IBr2 Studied by Nonlinear Optical Microscope (2009)
  • Author(s): Kaoru Yamamoto Aneta Kowalska, Chikako, Nakano, Kyuya Yakushi
  • Organizer: International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Ferromagnets 2009
  • Place of Presentation: ヒルトンニセコビレッジ(北海道)
  • Year and Date: 2009-09-13
• [Presentation] 光学SHG観測による有機伝導体α-(BEDT-TTF)2I3の電子型強誘電転移 (2009)
  • Author(s): 山本薫, Aneta Aniela Kowalska, 薬師久弥, 岩井伸一郎
  • Organizer: 第70会応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県)
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Presentation] Ferroelectric Polarization in Organic Conductors Generated by Charge Ordering (2009)
  • Author(s): 山本薫
  • Organizer: RIKEN Symposium "Molecular Ensemble 2009"
  • Place of Presentation: 理化学研究所(埼玉県)
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Presentation] 光学SHGによるα-(BEDT-TTF)213の強誘電分極観測 (2009)
  • Author(s): 山本薫
  • Organizer: 基研研究会「分子性導体における質量ゼロのディラック粒子とその新展開」
  • Place of Presentation: 京都大学(京都府)
  • Year and Date: 2009-07-03