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有機導体の柔らかい格子における電子状態:物性制御から設計へ

研究課題

研究課題/領域番号 10102004
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 物理系
研究機関東京大学

研究代表者

鹿児島 誠一  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30114432)

研究分担者 近藤 隆祐  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (60302824)
研究期間 (年度) 1998 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
144,500千円 (直接経費: 137,000千円、間接経費: 7,500千円)
2002年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2001年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2000年度: 24,000千円 (直接経費: 24,000千円)
1999年度: 23,000千円 (直接経費: 23,000千円)
1998年度: 65,000千円 (直接経費: 65,000千円)
キーワード有機導体 / 有機超伝導体 / 一軸性圧縮 / 一軸性ひずみ / 超伝導 / 磁気抵抗 / X線回折 / 有機超伝導 / 極低温X線回折 / 電子状態 / 低温X線回析 / 電荷密度波 / スピン密度波 / 一軸性加圧 / 低温X線回折 / 熱電能
研究概要

本研究の目的は,構造的柔らかさを特徴とする有機導体の,分子配向の自由度に象徴される極低温構造変化と電子状態の相互関係を「一軸性圧縮」などの外部制御のもとに解明し,その知見に立って,豊富な多様性をもつ有機導体の物性制御と設計にとりくむことである。
研究において,まず電気伝導測定と極低温X線回折測定のための一軸性圧縮実験技術の開発に成功した。その技術を用い,擬2次元導体α-(BEDT-TTF)_2XHg(SCN)_4のX=Kの塩とX=NH_4の塩を対象として,一軸性圧縮下での抵抗測定,磁気抵抗測定およびX線構造解析を行った。超伝導との関係で言えば,α-(BEDT-TTF)_2NH_4Hg(SCN)_4では,試料をc軸方向に圧縮すると超伝導臨界温度が常圧の1.5Kから6Kに上昇することを発見した。X線構造解析によって得た電子構造は,BCS理論に基づく臨界温度の予測と半定量的に合致することが明らかになった。この研究は,一軸性圧縮によって電子物性の制御が可能であることを実証した最初のケースである。また静水圧下における新たな磁気抵抗効果を発見し,これを「小閉軌道効果」と名づけた。
β型,θ型のBEDT-TTF系およびBO系導体など,関連物質に対する一軸性ひずみ効果の測定もおこなった。基本的には期待通りの変化がおこっていることを確かめたが,今後の課題となる新規な効果も発見した。
本研究では,アクセプターにも有機分子を用いることによる物質設計を行い,独創的な有機超伝導体(BETS)_2(Cl_2TCNQ)の合成に成功した。これは有機分子だけで構成される,世界ではじめての超伝導体である。
本研究で開発に成功した一軸性圧縮技術は,今後,伝導電子のバンド幅だけでなく電子間のクーロン斥力効果などの制御や,磁気測定,光学測定などにも発展することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2002 研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] M.Maesato, Y.Kaga, R.Kondo, S.Kagoshima: "Uniaxial strain method for soft crystals : Application do the control of the electronic properties of organic conductors"Rev.Sci.Instrum.. 71. 176-181 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kagoshima, R.Kondo, H.Hirai, T.Shibata, Y.Kaga M.Maesato: "Control of Electronic Properties of Organic Conductors by Hydrostatic and Uniaxial Compression"phys.stat.sol.(b). 223. 97-104 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Maesato, Y.Kaga, R.Kondo, S.Kagoshima: "Control of Electronic Properties of α-(BEDT-TTF)_2MHg(SCN)_4[M=K, NH_4] by Uniaxial Strain Method"Phys.Rev.B. 64. 155104 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kondo, S.Kagoshima, M.Maesato: "Crystal structure and electronic band structure of the organic superconductor, α-(BEDT-TTF)_2NH_4Hg(SCN)_4, under uniaxial strain"Phys.Rev.B. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Hanaseki, S.Kagoshima, T.Hasegawa, T.Osada, N.Miura: "Contribution of small closed orbits to magnetoresistance in quasi-two-dimensional conductors"Phys.Rev.B. 57. 1336-1339 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kondo, T.Hasegawa, T.Mochida, S.Kagoshima, Y.Iwasa: "Donor-Acceptor Type Superconductor, (BETS)_2(Cl_2TCNQ)"Chem.Lett.. 333-334 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Maesato, Y. Kaga, R. Kondo, S. Kagoshima: "Uniaxial strain method for soft crystals : Application to the control of the electronic properties of organic conductors"Rev. Sci. Instrum.. 71. 176-181 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kagoshima, R. Kondo, H. Hirai, T. Shibata, Y. Kaga, M. Maesato: "Control of Electronic Properties of Organic Conductors by Hydrostatic and Uniaxial Compression"phys. stat. sol. (b). 223. 97-104 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Maesato, Y. Kaga, R. Kondo, S. Kagoshima: "Control of Electronic Properties of α-(BEDT-TTF)_2MHg(SCN)_4 [M=K, NH_4] by Uniaxial Strain Method"Phys. Rev. B. 64. 155104 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kondo, S. Kagoshima, M. Maesato: "Crystal structure and electronic band structure of the organic superconductor, α-(BEDT-TTF)_2NH_4Hg(SCN)_4, under uniaxial strain"Phys. Rev. B. in press. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Hanasaki, S. Kagoshima, T. Hasegawa, T. Osada, N. Miura: "Contribution of small closed orbits to magnetoresistance in quasi-two-dimensional conductors"Phys. Rev. B. 57. 1336-1339 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kondo, T. Hasegawa, T. Mochida, S. Kagoshima, Y. Iwasa: "Donor-Acceptor Type Superconductor, (BETS)_2(Cl_2TCNQ)"Chem. Lett.. 333-334 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kagoshima: "Artificial control of intermolecular distance of organic superconductors : α-type BEDT-TTF compounds"Current Appl. Phys.. 1・1. 72-76 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kagoshima: "Control of Electronic Properties of Organic Conductors by Hydrostatic and Uniaxial Compression"phys. stat. Sol.. (b). 223. 97-104 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kagoshima: "Novel electronic states of oganic conductors under uniaxial stress or uniaxial strain"Synth. Met.. 117. 87-90 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kagoshima: "Control of electronic properties of organic conductors by uniaxial strain method"Synth. Met.. 120. 683-686 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Maesato: "Uniaxila strain study of organic conductors α-(BEDT-TTF)_2MHg(SCN)_4 [M=K, NH_4]"Synth. Met.. 120. 941-942 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kondo: "Metal-insulator transition in donor-acceptor type superconductor, (BETS)_2(X_2TCNQ)"Synth. Met.. 120. 995-996 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hiraki: "Electronic properties of novel donor-acceptor type charge transfer complexes, (BETS)_2(X_2TCNQ) (X=Cl, Br) : ^1H, ^<77>Se and ^<13>C-NMR"Synth. Met.. 120. 917-918 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hiraki: "Electronic states of novel donor/acceptor type of organic superconductor, (BETS)_2(Cl_2TCNQ)"J. Phys. Chem. Solids. 62. 401-403 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hiral: "Uniaxial strain study of organic conductors (TMTSF)_2PF_6"Synth. Met.. 120. 963-964 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Maesato: "Control of Electronic Properties of α-(BEDT-TTF)_2MHg(SCN)_4 [M=K, NH_4] by Uniaxial Strain Method"Phys. Rev. B. 64. 155104 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kondo: "Superconductivity and Metal-Insulator Transition in Twin-Columnar Organic Supercodncutors, (BETS)_2(X_2TCNQ) [X=Cl, Br]"J. Phys. Soc. Japan. 70. 3023-3030 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kagoshima: "Electronic and crystal structures of organic superconductors under the uniaxial strain"Current Applied Physics. 1・4-5. 307-311 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 近藤隆祐: "ドナー・アクセプター型有機超伝導体(BETS)_2(Cl_2TCNQ)"固体物理. 35・5. 363-368 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] V.A.Bondarenko: "Miniature rotatable vacuum cell for low-temperature thermal measurements in high magnetic fields"Rev.Sci.Instrum.. 71・8. 3148-3150 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hasegawa: "Mixed-stack organic charge-transfer complexes with intercolumnar networks"Phys.Rev.B. 62・15. 10059-10066 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.A.Tanatar: "Electronic properties and structural transformations of k-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]I"Phys.Rev.B. 62・23. 15561-15568 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kagoshima: "Artificial control of intermolecular distance of organic superconductors : a-type BEDT-TTF compounds"Current Appl.Phys.. 1・1. 72-76 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 近藤隆祐: "Donor-Acceptor Type Superconductor, (BETS)_2(Cl_2TCNQ)"Chemistry Letters. 333-334 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 鹿児島誠一: "Low-temperature diffuse X-ray studies of charge-density waves coexisting with spin-density waves in the organic conductors (TMTSF)_2PF_6 and (TMTSF)_2AsF_6"Solid State Communications. 110. 479-483 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 前里光彦: "Metal-insulator transition of the 1-D-half-filled band metal(TTM-TTP)I_3"Synthetic Metals. 103. 2109-2110 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] V.A. Bondarenko: "Thermopower study of (TMTSF)_2AsF_6 SDW state"Synthetic Metals. 103. 2218-2219 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 花咲徳亮: "AMRO study of Fermi surface nesting of (BEDT-TTF)_2MHg(SCN)_4"Synthetic Metals. 103. 2087-2088 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 近藤隆祐: "Structure and properties of all organic conductor (BEDT-TSeF)_2X_1X_2TCNQ"Synthetic Metals. 103. 1628-1629 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Hanasaki: "Contribution of small closed orbits to magnetoresistance in quasi-two-dimensional conductors" Phys.Rev.B. 57・3. 1336-1339 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] V.A.Bondarenko: "A thermopower study of the SDW state of quasi one-dimensional conductor (TMTSF)_2AsF_6" Solid State Commnu.107・3. 477-481 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kagoshima: "Electronic States of Low-Dimensional Organic Conductors(DMeDCNQI)_2Cu and α-(BEDT-TTF)_2KHg(SCN)_4 under pressure" Rev.High Pressure Sci.Technol.7. 437-442 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Hanasaki: "The Pressure Approach to the Origin of the Anomalous Sate in the Quasi-Two-Dimensional Organic Conductor α-(BEDT-TTF)_2KHg(SCN)_4" Rev.High Pressure Sci.Technol.7. 520-522 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2018-03-28  

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