電荷秩序系分子性導体の局在した電荷がもたらす非線形・巨大電場応答のプロセス解明

• 研究課題/領域番号: 15K17688
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 伊藤 桂介 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10733256)
• 研究協力者: 佐々木 孝彦 ; 井口 敏 ; 橋本 顕一郎 ; 岩井 伸一郎 ; 伊藤 弘毅
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 有機伝導体 / 赤外分光 / 分子性導体 / 金属-絶縁体転移

研究成果の概要

BEDT-TTF系有機伝導体を舞台として、電荷の揺らぎや秩序パターンの拮抗によって生じる不均一状態を、光学測定を通じて観測した。電荷秩序系塩においては、高輝度放射光施設SPring-8の赤外ビームライン（BL43IR）を利用した赤外顕微分光により空間分解イメージングを行ったところ、転移温度近傍で金属相と絶縁体相の相分離と思われる空間イメージを取得し、そのダイナミクスを捉えることに成功した。またダイマーモット系塩においては、フェムト秒パルスを用いたテラヘルツ発生分光を行い、ダイマー内の電荷揺らぎに起因する反転対称性の破れを検出することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Mesoscopic 2D Charge Transport in Commonplace PEDOT:PSS Films (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Honma, K. Itoh, H. Masunaga, A. Fujiwara, T. Nishizaki, S. Iguchi, and T. Sasaki
  • 雑誌名: Advanced Electronic Materials 巻: 4 号: 2 ページ: 1700490-1700490
  • DOI: 10.1002/aelm.201700490
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum-disordered state of magnetic and electric dipoles in an organic Mott system (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimozawa M.、Hashimoto K.、Ueda A.、Suzuki Y.、Sugii K.、Yamada S.、Imai Y.、Kobayashi R.、Itoh K.、Iguchi S.、Naka M.、Ishihara S.、Mori H.、Sasaki T.、Yamashita M.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01849-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystallization and vitrification of electrons in a glass-forming charge liquid (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasaki S.、Hashimoto K.、Kobayashi R.、Itoh K.、Iguchi S.、Nishio Y.、Ikemoto Y.、Moriwaki T.、Yoneyama N.、Watanabe M.、Ueda A.、Mori H.、Kobayashi K.、Kumai R.、Murakami Y.、M?ller J.、Sasaki T.
  • 雑誌名: Science 巻: 357 号: 6358 ページ: 1381-1385
  • DOI: 10.1126/science.aal3120
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 導電性高分子PEDOT/PSS 膜におけるメゾスコピック二次元伝導 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤桂介
  • 雑誌名: C & I commun : colloid & interface communication : newsletter from DCSC 巻: 42 ページ: 24-27
  • NAID: 40021247058
• [学会発表] 6 fs単一サイクル光強電場による有機超伝導体の非線形電荷振動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川上洋平, 天野辰哉, 米山雄登, 赤嶺勇人, 伊藤弘毅, 川口玄太, 山本浩史, 岸田英夫, 伊藤桂介, 佐々木孝彦, 石原純夫, 田中康寛, 米満賢治, 岩井伸一郎
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] 導電性高分子PEDOT:PSSにおける高度結晶化の時分割観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤桂介, 増永啓康, 井口敏, 佐々木孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] Mesoscopic 2D Weak Localization in PEDOT/PSS Thick Films (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Itoh, Y. Honma, H. Masunaga, A. Fujiwara, T. Nishizaki, S. Iguchi, T. Sasaki
  • 学会等名: 12th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Ultrafast orbital excitation by 6 fs pulse in V2O3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawakami, T. Kato, Y. Yoneyama, T. Amano, H. Itoh, K. Itoh, T. Sasaki, Y. Nakamura, H. Kishida, L. Cario, E. Janod, B. Corraze, M. Lorenc, S. Iwai
  • 学会等名: 6th International Conferences on Photoinduced Phase Transitions (PIPT6)
  • 国際学会
• [学会発表] 電荷ガラス形成物質θm -(BEDT-TTF)2TlZn(SCN)4における幾何学的フラストレーションがもたらすエネルギーランドスケープ (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐々木智, 橋本顕一郎, 小林亮太, 伊藤桂介, 井口敏, 上田顕, 森初果, 小林賢介, 熊井玲児, 村上洋一, 佐々木孝彦
  • 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
• [学会発表] κ-H3(Cat-EDT-TTF)2におけるプロトン揺らぎがもたらすπ電子サーモクロミズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤桂介, 橋本顕一郎, 小林亮太, 黒子めぐみ, 上田顕, 森初果, 井口敏, 佐々木孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会（2016年）
  • 発表場所: Sendai, Miyagi, Japan
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] κ-H3(Cat-EDT-TTF)2におけるプロトン揺らぎがもたらすπ電子サーモクロミズムII (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤桂介, 橋本顕一郎, 小林亮太, 上田顕, 森初果, 井口 敏, 佐々木孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] Improvement of Out-of-plane Charge Transport in AcidTreated Highly Conductive PEDOT/PSS films (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Itoh, H. Honma, N. Asano, Y. Kato, H. Masunaga, A. Fujiwara, T. Sasaki
  • 学会等名: The International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals in 2016
  • 発表場所: Guangzhou, China
  • 国際学会
• [学会発表] Observation of spatial symmetry breaking in κ-(ET)2Cu2(CN)3 by terahertz emission spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Itoh, H. Itoh, N. Yoneyama, T. Sasaki, and S. Iwai
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem2015)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-18
  • 国際学会
• [学会発表] κ-H3(Cat-EDT-TTF)2における水素結合がもたらす強誘電性II：分光測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤桂介, 橋本顕一郎, 井口敏, 小林亮太, 上田顕, 森初果, 佐々木孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: Osaka, Osaka, Japan
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] Spatial Symmetry Breaking in κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3 Investigated by Terahertz Emission Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Itoh, H. Itoh, N. Yoneyama, T. Sasaki, and S. Iwai
  • 学会等名: 11th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2015)
  • 発表場所: Bad Gogging, Germany
  • 年月日: 2015-09-10
  • 国際学会