| 研究領域 | 高密度共役の科学：電子共役概念の変革と電子物性をつなぐ |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05869
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
橋本 顕一郎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00634982)
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| 研究分担者 |
庄子 良晃 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40525573)
水上 雄太 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80734095)
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| 研究期間 (年度) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
50,830千円 (直接経費: 39,100千円、間接経費: 11,730千円)
2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2021年度: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2020年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
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| キーワード | 高密度共役 / 超伝導 / スピン液体 / 比熱 / 電荷ガラス / 含ホウ素π電子系 / 高感度比熱測定 / フラストレーション / 配位高分子 / 幾何学的フラストレーション / 非線形伝導 / 金属有機構造体 / MOF / 磁場侵入長 / カゴメ格子 / 非線形・非平衡現象 / 強相関電子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、A01・A02班で精緻に設計・合成された高密度共役分子ユニットを用いて、物質中にフラストレート構造を造り込み、環境（極低温・超高圧・強磁場）における物性測定をベースとしつつ、非平衡環境を積極的に取り込むことで、電子・分子自由度が生み出す階層構造に起源をもつ非線形伝導・自発的発振現象・金属-絶縁体転移などの巨大非線形・非平衡現象を探索する。その結果得られた物質設計・探索指針をもとに、『高密度共役の科学』を舞台とした電子の高密度化がもたらす非自明かつ巨大な未踏電子機能を実現する。
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| 研究実績の概要 |
本研究計画の目的は、「空隙をデザインし、空間を電子で埋める」という概念に基づき、分子構造・配列と電子密度を自在制御することで、電子多体効果による電子の局在化＝重い電子化に伴う未踏電子機能を提唱・実現することである。一般的に電子同士が互いに強く相互作用する場合には、分子性物質においても電子相関効果による電荷・スピンの局在化＝重い電子化が期待される。具体的な研究計画として、分子性物質中にフラストレート構造を造り込むことで、高密度共役物質を舞台とした新奇な物性現象を実現し、領域の推進・学術の変革に貢献する。
当該年度は、高密度共役分子性物質中に三角格子によるフラストレート構造が存在することで、電荷の結晶化とガラス化の間で拮抗が生じるθ型BEDT-TTF塩の研究を行った。特に、θ-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4において、抵抗ノイズ測定と熱膨張率測定を行い、BEDT-TTF分子の末端エチレン基の構造ガラスが100 Kで観測されることを明らかにした。今後、電荷ガラスとBEDT-TTF分子の末端エチレン基の構造ガラスの関係を明らかにすることが、この系の電子系起源のガラス現象の機構解明に繋がると考えられる。
また、高密度ホウ素集積体の創製に向けて、緊密な積層構造を形成する新規ヘテロπ電子系を構築するとともに、特異かつ複雑な三次元的分子骨格を与える含ホウ素π電子系分子の変換反応を開発した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通り、電荷ガラス物質やMOF物質における超伝導体の研究が進展しているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
橋本が研究代表者として、有機合成化学を専門とする庄子と熱輸送測定を専門とする水上と連携をはかり、 高密度分子集積化に伴う電子の多体効果がもたらす未踏電子機能を探索・実現する。その結果得られた物質設計・探索指針をもとに、「高密度共役物質」を舞台とした新しい非線形・非平衡現象を実現し、本領域の推進に貢献する。
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