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アルカリ金属ドープC_<60>の低エネルギー励起に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 13640316
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関筑波大学

研究代表者

中尾 憲司  筑波大学, 物質工学系, 教授 (30011597)

研究分担者 鈴木 修吾  筑波大学, 物質工学系, 助教授 (90241794)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードアルカリ金属 / C_<60> / 低エネルギー励起 / 光学的性質 / 光電子スペクトル / 超伝導 / 励起子 / 電子格子相互作用 / アルカリ金属ドープC_<60> / 有限温度 / 動的ヤーン-テラー効果 / スール-近藤機構 / エネルギーギャップ / 超伝導転移温度 / アルカリ金属ドープC60 / 電子間相互作用 / 電荷揺らぎ / 強相関電子系 / 強結合電子系
研究概要

アルカリ金属ドープC60は、分子性結晶としては異例に高い超伝導転移温度をもつ物質である。その超伝導発現機構については未だに論争が続いているが、本研究グループではこれを電子間相互作用と電子格子相互作用の競合に後者が動的ヤーン・テラー効果により打ち勝つことにより生じるものであると主張してきた。本研究では、このような立場から、超伝導をはじめその他の低エネルギー励起が関わる物性についての実験事実を説明することを試みた。まず、ひとつ目として、アルカリ金属ドープC60の光電子スペクトルの示す異常について、動的平均場近似をもちいて理論的に調べた。その結果、C60分子ひとつに対してアルカリ金属を4個ドープした物質においては、電子間相互作用と電子格子相互作用が協力的に働くことにより、この物質を絶縁体にしていることがわかった。また、電子格子相互作用が電子間相互作用に由来するHund結合よりも強いため、磁気的には非磁性状態が実現されていることがわかった。さらに、実験的に観測されている赤外反射スペクトルの低エネルギー側に見られる構造がアルカリ金属ドープC60における価電子の間の相互作用に由来する励起子に起因するものであることがわかった。とくに、スピン1重項励起子がスピン3重項励起子よりも低エネルギー側に現れるという極めて特徴的な性質を明らかにすることができた。このような特異な性質は、この物質における電子格子相互作用に起因するヤーン・テラー効果が重要な役割を果たしていることがわかった。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] Shugo Suzuki: "Electron Correlation and Jahn-Teller Effect in Alkali-Metal-Doped C_<60>"Advance in Quantum Chemistry. 44. 535-554 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shugo Suzuki: "Role of Orbital Degree of Freedom in Superconductivity in Alkali-Metal-Doped C_<60>"Journal of Physical Society of Japan (Supplement). 71. 202-204 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadahiko Chida: "Role of Orbital Degree of Freedom in Photoemission Spectra in Alkali-Metal-Doped C_<60>"Journal of Physical Society of Japan (Supplement). 71. 205-207 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadahiko Chida: "Theoretical Study on Anomalous Behaviors in Photoemission Spectra of Alkali-Metal-Doped C_<60>"Journal of Physical Society of Japan. 71. 525-537 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shugo Suzuki, Tadahiko Chida, Kenji Nakao: "Electron Correlation and Jahn-Teller Effect in Alkali-Metal-Doped C_<60>"Advances in Quantum Chemistry. Vol.44. 535-554 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shugo Suzuki, Kenji Nakao: "Role of Orbital Degree of Freedom in Superconductivity in alkali-Metal-Doped C_<60>"Journal of Physical Society of Japan. Vol.71 (Supplement). 202-204 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadahiko Chida, Shugo Suzuki, Kenji Nakao: "Role of Orbital Degree of Freedom in Photoemission Spectrum Alkali-Metal-Doped C_<60>"Journal of Physical society of Japan. Vol.71 (Supplement). 205-207 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadahiko Chida, Shugo Suzuki, Kenji Nakao: "Theoretical Study on Anomalous Behaviors in Photoemission Spectra of Alkali-Metal-Doped C_<60>"Journal of Physical Society of Japan. Vol.71. 525-537 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shugo Suzuki: "Electron Correlation and Jahn-Teller Effect in Alkali-Metal-Doped C_<60>"Advances in Quantum Chemistry. 44. 535-554 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shugo Suzuki: "Role of Orbital Degree of Freedom in Superconductivity in Alkali-Metal-Doped C_<60>"Journal of Physical Society of Japan(Supplement). 71. 202-204 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tadahiko Chida: "Role of Orbital Degree of Freedom in Photoenission Spectra in Alkali-Metal-Doped C_<60>"Journal of Physical Society of Japan(Supplement). 71. 205-207 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tadahiko Chida: "Theoretical Study on Anomalous Behaviors in Photoemission Spectra of Alkali-Metal-Doped C_<60>"Journal of Physical Society of Japan. 71. 525-537 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shugo Suzuki, Kenji Nakao: "Role of Orbital Degree of Freedom in Superconductivity of Alkali-Metal-Doped C_<60>"J. Phys. Soc. Jpn.. Vol.71. 202 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tadahiko Chida, Shugo Suzuki, Kenji Nakao: "Role of Orbital Degree of Freedom in Photoemission Spectra of Alkali-Metal-Doped C_<66>"J. Phys. Soc. Jpn.. Vol.71. 205 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tadahiko Chida: "Theoretical Study on Anomalous Behaviors in Photoemission Spectra of Alkali-Metal-Doped C60"Journal of the Physical Society of Japan. Vol.71, No.2. 525-537 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuo Narita: "Potassium Intercalated Graphyne"Physical Review B. Vol.64, No.24. 245408-1-7 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shugo Suzuki: "Two-Dimensional σ-Hole Systems in Boron Layers : A First-Principles Study on Mg1-xNaxB2 and Mg1-xAlxB2"Journal of the Physical Society of Japan Vol.70, pp. 1206-1209, 2001. Vol.70, No.5. 1206-1209 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2020-05-15  

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