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磁気共鳴による高圧力下分子性物質新機能の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15073204
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

鹿野田 一司  東京大学, 大学院・工学研究系, 教授 (20194946)

研究分担者 宮川 和也  東京大学, 大学院・工学研究系, 助教 (90302760)
藤山 茂樹  東京大学, 大学院・工学研究系, 研究拠点形成特任教員 (00342634)
研究期間 (年度) 2003 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
35,800千円 (直接経費: 35,800千円)
2007年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2006年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
2005年度: 11,100千円 (直接経費: 11,100千円)
2004年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
2003年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワード強相関電子系 / 核磁気共鳴 / 高圧 / モット絶縁体 / スピン液体 / ゼロギャップ伝導体 / 中性-イオン性転移 / 超高圧実験 / モット転移 / 強電子相関 / 異方的圧力 / ゼロギャップ半導体 / 分子性固体 / 物性実験 / 高圧力 / 磁気共鳴
研究概要

本課題では高圧下での分子性物質の機能性を磁気共鳴法によって探索することを目的とした。
課題遂行のため圧力の増減を任意の温度で加減できるガス圧力方式に加え、A01班の村田グループと共同研究を行い圧力媒体にダフニー7474オイルを使用し4Gpaまでの高圧、それ以上はダイヤモンドアンビル方式による圧力発生方式を導入し核磁気共鳴実験を行った。
この結果以下のことを見出した。
モット絶縁体κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3において三角格子に起因するフラストレーションによってスピン液体状態が実現していること、加えて加圧下NMR測定からスピン液体相に超伝導相が隣接していることを見出した。
擬二次元モット絶縁体κ-(BEDTT-TTF)2Cu[N(CN)2]C1において圧力をパラメータとしたモット転移近傍の相図を完成させ、特異な臨界指数をもつことを見出した。
有機伝導体θ-(BEDT-TTF)2I3は高圧下でゼロギャップ伝導体の可能性が指摘されているが、高圧下で13C NMR測定を行いスピン-格子緩和率、スピンシフトの振る舞いがゼロギャップ状態と矛盾しない結果を得た。
中性-イオン性(N-I)転移を示すDMTTF-CAのNQR測定を行い、この物質のN-I転移が量子臨界性をもつ可能性について探索した。加えて同じくN-I転移を示すTTF-CAに関してNQR測定を高圧領域まで行うことにより、従来、見つかっていないイオン性常誘電相の存在の可能性を指摘した。

報告書

(6件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (29件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (7件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Thermodynamic Properties of a Spin 1/2 Spin-liquid State in a k-type Organic Salt2008

    • 著者名/発表者名
      S. Yamashita, Y. Nakazawa, M. Oguni, Y. Oshima, H. Nojiri, Y. Shimizu, K. Miyagawa, K. Kanoda
    • 雑誌名

      Nature Physics (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR Evidence for Antiferromagnetic Transition in the Single-component Molecular Conductor, [Au (tmdt)_2] at 110 K2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hara, K. Miyagawa, K. Kanoda, M. Shimamura, B. Zhou, A. Kobayashi, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan (in press)

    • NAID

      110006665983

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutral-ionic phase transition in DMTTF-QCl_4 investigated by ^<35>Cl NQR2007

    • 著者名/発表者名
      F. Iwase, K. Miyagawa, s. Fujiyama, K. Kanoda, S. Horiuchi, Y. Tokura
    • 雑誌名

      Journal Physical Society of Japan 76

    • NAID

      110006350742

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutral-Ionic Phase Transition in DMTTF-QC1_4 Investigated by 35CI NQR2007

    • 著者名/発表者名
      F. Iwasel, K. Miyagawa, S. Fujiyama, K. Kanoda, S. Horiuchi, and Y. Tokura
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wigner crystallization in (DI-DCNQI)_2Ag detected by synchrotron radiation X-ray diffraction2007

    • 著者名/発表者名
      T.Kakiuchi, Y.Wakabayashi, H.Sawa, T.Itou, K.Kanoda
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Emergence of inhomogeneous moments from spin liquid in the triangular-lattice Mott insulator κ-(ET)_2Cu_2(CN)_32006

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, K. Miyagawa, K. Kanoda, M. Maesato, G. Saito
    • 雑誌名

      Physical Review B 73

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mott-Insulator Transition in k-(ET)2X and DCNQI)2X : Two Contrasting Manifestation of Electron Correlation2006

    • 著者名/発表者名
      K. Kanoda
    • 雑誌名

      Journal Physical Society of Japan 75

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emergence of inhomogeneous moments from spin liquid in the triangular lattice Mott insulator, κ-(ET)_2Cu_2(CN)_32006

    • 著者名/発表者名
      Y.Shimizu, K.Miyagawa, K.Kanoda, M.Maesato, G.Saito
    • 雑誌名

      Physical Review B 73

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Metal-insulator transitions in κ-(ET)_2X and (DCNQI)_2M : Two contrasting manifestation of electron correlation2006

    • 著者名/発表者名
      K.Kanoda
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 75

    • NAID

      110004702297

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Compensation of Local Field in Field-induced Superconductor κ-(BETS)_2FeBr_4 Observed by ^<77>Se NMR2006

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiyama, M.Takigawa, J.Kikuchi, H-B.Cui, H.Fujiwara, H.Kobayashi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 96

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin liquid state in κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3 studied by muon spin relaxation method2006

    • 著者名/発表者名
      S.Ohira, Y.Shimizu, K.Kanoda, G.Saito
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics 142

      ページ: 153-158

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Depressed charge gap in the triangular lattice Mott insulator, κ-(ET)_2Cu_2(CN)_32006

    • 著者名/発表者名
      I.Kezsmarki, Y.Shimizu, G.Mihaly, Y.Tokura, K.Kanoda, G.Saito
    • 雑誌名

      Physical Review B 74

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Redistribution of electronic charges in spin-Peierls state in (TMTTF)_2AsF_6 observed by ^<13>C NMR2006

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiyama
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan. 75

      ページ: 14705-14705

    • NAID

      110003482837

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mott transition from a spin liquid to a fermi liquid in the spin-frustrated organic conductor κ-(ET)_2Cu_2(CN)_32005

    • 著者名/発表者名
      Y. Kurosaki, Y. Shimizu, K. Miyagawa, K. Kanoda, G. Saito
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 95

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unconventional critical behavior in a quasi-two-dimensional organic conductor2005

    • 著者名/発表者名
      F. Kagawa, K. Miyagawa, K. Kanoda
    • 雑誌名

      Nature 436

      ページ: 534-537

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The origin of the phase separation in partially deuterated κ-(ET)_2Cu[N(CN)_2]Br studied by infrared magneto-optical imaging spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      T. Nishi, S. Kimura, T. Takahashi, T. Ito, HJ. Im, YS. Kwon, K. Miyagawa, H. Taniguchi, A. Kawamoto, K. Kanoda
    • 雑誌名

      Solid State Communication 134

      ページ: 189-193

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge ordering and frustration in organic conductors2005

    • 著者名/発表者名
      K.Kanoda
    • 雑誌名

      JOURNAL DE PHYSIQUE IV 131

      ページ: 21-21

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Nuclear spin-lattice relaxation in κ-(BETS)_2FeBr_42005

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiyama
    • 雑誌名

      Synthetic Metals 154

      ページ: 253-253

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ^<13>C NMR spectral study of Q1D organic conductor (TMTTF)_2AsF_62005

    • 著者名/発表者名
      S.Fujiyama
    • 雑誌名

      JOURNAL DE PHYSIQUE IV 131

      ページ: 33-33

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mott transition from a spin liquid to a fermi liquid in the spin-frustrated organic conductor κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_32005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kurosaki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 95

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Unconventional critical behaviour in a quasi-two-dimensional organic conductor2005

    • 著者名/発表者名
      F.Kagawa
    • 雑誌名

      Nature 436

      ページ: 534-537

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic-field-induced Mott transition in a quasi-two-dimensional organic conductor2005

    • 著者名/発表者名
      F.Kagawa, T.Itou, K.Miyagawa, K.Kanoda
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS 93・12

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 有機伝導体の物質探索と物性研究2005

    • 著者名/発表者名
      鹿野田 一司
    • 雑誌名

      日本応用物理学会誌「応用物理」 94

      ページ: 9-16

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] NMR studies on two-dimensional molecular conductors and superconductors: Mott transition in κ-(BEDT-TTF)_2X2004

    • 著者名/発表者名
      K. Miyagawa, A. Kawamoto, K. Kanoda
    • 雑誌名

      Chemical Review 104

      ページ: 5635-5653

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic-field-induced Mott transition in a quasi-two-dimensional organic conductor2004

    • 著者名/発表者名
      F. Kagawa, T. Itou, K. Miyagawa, K. Kanoda
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 93

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transport criticality of the first-order Mott transition in the quasi-two-dimensional organic conductor K-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)2]Cl2004

    • 著者名/発表者名
      F. Kagawa, T. Itou, K. Miyagawa, K. Kanoda
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collapse of charge order in a quasi-one-dimensional organic conductor with a quarter-filled band2004

    • 著者名/発表者名
      T.Itou, K.Kanoda, K.Murata, T.Matsumoto, K.Hiraki, T.Takahashi
    • 雑誌名

      SPHYSICAL REVIEW LETTERS 93・21

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] NMR studies on two-dimensional molecular conductors and superconductors : Mott transition in κ-(BEDT-TTF)(2)X2004

    • 著者名/発表者名
      K.Miyagawa, K.Kanoda, A.Kawamoto
    • 雑誌名

      CHEMICAL REVIEWS 104・11

      ページ: 5635-5653

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin liquid state in an organic Mott insulator with a triangular lattice2003

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, K. Miyagawa, K. Kanoda, M. Maesato, G. Saito
    • 雑誌名

      Physical Eeview Letters 91

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [学会発表] ^<13>C NMR studies on the organic zero-gap system, θ-(BEDT-TTF)2 I 3 under pressure2008

    • 著者名/発表者名
      K. Miyagawa, M. Hirayama, M. Tamura, K. Kanoda
    • 学会等名
      2008 APS March Meeting
    • 発表場所
      ニューオリンズ(アメリカ)
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] θ-(BEDT-TTF)_2I_3の高圧力下NMR: ゼロギャップ状態の可能性2007

    • 著者名/発表者名
      宮川 和也
    • 学会等名
      「ゼロギャップ 電気伝導体」 研究会
    • 発表場所
      東邦大学(千葉県)
    • 年月日
      2007-07-30
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Superconductivity in Organic materials2007

    • 著者名/発表者名
      K. Kanoda
    • 学会等名
      Cargese Summer School 2007
    • 発表場所
      Cargese, France
    • 年月日
      2007-07-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Spin liquid and Mott transition in layered organics2007

    • 著者名/発表者名
      K. Kanoda
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Houston, Texas, USA
    • 年月日
      2007-05-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Mott Physics on Triangular Lattice2006

    • 著者名/発表者名
      K. Kanoda
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism (ICM2006, Kyoto)
    • 発表場所
      京都(日本)
    • 年月日
      2006-08-24
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ET compounds ; playground of spin and charge with frustration2006

    • 著者名/発表者名
      K. Kanoda
    • 学会等名
      The International Conference on Science andTechnology of SyntheticMetals (ICSM2006)
    • 発表場所
      ダブリン(アメリカ)
    • 年月日
      2006-07-06
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mott criticality, spin liquid and superconductivity2005

    • 著者名/発表者名
      K. Kanoda, Y. Shimizu, F. Kagawa, Y. Kurosaki, H. Kasahara, K. Miyagawa, M. Maesato, G. Saito
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Low Temperature Physics
    • 発表場所
      オーランド(アメリカ)
    • 年月日
      2005-08-13
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Itou, K.Miyagawa, K.Kanoda, K.Hiraki, T.Takahashi: "Electronic state of (DI-DCNQI)_2Ag under ambient and applied pressures"Synthetic Metals. 133. 293-294 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 妹尾 仁嗣, 鹿野田 一司, 福山秀敏: "分子性結晶における電荷秩序"日本物理学会誌. 58. 801-808 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] F.Kagawa, T.Itou, K.Miyagawa, K.Kanoda: "Transport criticality of the first-order Mott transition in a quasi-two-dimensional organic conductor, κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Cl"Physical Review B. 69. 064511-1-064511-5 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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