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フラストレートした強相関電子系における電荷グラス的挙動の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J07870
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性II(実験)
研究機関東京大学

研究代表者

佐藤 拓朗  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード強相関電子系 / 電荷秩序 / 電荷ガラス / 幾何学的フラストレーション / 量子融解 / 電子ガラス / 電子結晶 / 結晶化過程 / 異方性制御
研究実績の概要

本研究は、電荷秩序性と三角格子に起因する幾何学的フラストレーションの両方を本質的に有するtheta-(BEDT-TTF)2X系を対象にし、電荷フラストレーションという切り口で非自明な電子状態の探索を目指したものである。平成27年度までにの研究では、電子ガラス状態が三角格子上の電子系で起こり得ることを実証し、さらに、電子のガラス形成能が三角格子の異方性をパラメータとして包括的に理解できることを示した。
平成28年度は、電子の持つ量子性が電子ガラスにどのような影響を及ぼすかという観点で研究を行った。具体的には、theta-(BEDT-TTF)2X物質群の中で、最も強くフラストレートしているtheta-(BEDT-TTF)2I3を用いて、電気抵抗ノイズ測定から電荷秩序もしくは電荷ガラス相の量子融解の可能性を検証した。その結果、電荷ガラス相とは性質の異なる巨大な抵抗揺らぎの存在が明らかになった。観測された抵抗揺らぎを解析したところ、ノイズスペクトルの解析に広く用いられている現象論的なモデル(DDHモデル)が適用できず、すなわち、非熱活性的な揺らぎ、もしくは互いに強く相関した揺らぎが支配的であることが結論づけられた。この起源として、電荷秩序相もしくは電荷ガラス相の量子臨界的な揺らぎが考えられ、強いフラストレーションが、揺らぎの性質をガラス的な古典揺らぎから量子臨界揺らぎに変化させたことを示唆する。電子自由度の量子臨界現象を実験的に捉えた例は過去ほとんどなく、今回の系は、フラストレーションをパラメータとした電荷秩序量子臨界性という新たな研究分野の舞台になる可能性がある。以上の内容は、現在論文として纏めているところである。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fluctuation spectroscopy analysis based on DDH model for the charge-glass system θ-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)42016

    • 著者名/発表者名
      Takuro Sato, Kazuya Miyagawa, and Kazushi Kanoda
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 12 ページ: 123702-123702

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.123702

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Systematic Variations in the Charge-Glass-Forming Ability of Geometrically Frustrated θ-(BEDT-TTF)2X Organic Conductors2014

    • 著者名/発表者名
      Takuro Sato, Fumitaka Kagawa, Kensuke Kobayashi, Akira Ueda, Hatsumi Mori, Kazuya Miyagawa, Kazushi Kanoda, Reiji Kumai, Youichi Murakami , Yoshinori Tokura
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 83 号: 8 ページ: 083602-083602

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.083602

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 電荷フラストレート系theta-(BEDT-TTF)2I3におけるbad metal的挙動; 抵抗ノイズ測定における電荷揺らぎの観測2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤拓朗, 北井賢吾, 宮川和也, 田村雅史, 鹿野田一司
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 電子ガラス物質theta-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4における 電子結晶化の微視的メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤拓朗 , 宮川和也 , 鹿野田一司
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Electronic crystal growth from a glass in organic conductor2016

    • 著者名/発表者名
      T.Sato, K.Miyagawa, K. Kanoda
    • 学会等名
      Conductivity & Magnetism in Molecular Materials, Gordon Research Seminar
    • 発表場所
      Mount Holyoke College, USA
    • 年月日
      2016-08-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電荷ガラス/電荷秩序物質theta-(ET)2RbZn(SCN)4における面内/面間電気抵抗測定2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤拓朗
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学, 仙台市, 宮城県
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電荷ガラス形成物質theta-(ET)2RbZn(SCN)4における電荷秩序化ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤拓朗
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学, 吹田市, 大阪府
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Crystallization and vitrification in charge degrees of freedom in geometrically frustrated organic conductors2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤拓朗
    • 学会等名
      International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Ferromagnets (ISCOM)
    • 発表場所
      Bad Gogging, Germany
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一軸圧縮下θ-(ET)2CsZn(SCN)4における電荷ガラス相・電荷秩序相の系統性2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤拓朗
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学、東京都
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 明らかになった電荷ガラス形成のメカニズム

    • URL

      http://www.jps.or.jp/books/jpsjselectframe/2014/files/14-08-2.pdf

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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