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生体系模倣分子性物質におけるプロトン揺動-電荷移動増強と確率共鳴的信号伝達

研究課題

研究課題/領域番号 18K18725
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分13:物性物理学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

佐々木 孝彦  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20241565)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードノイズスペクトロスコピー / 分子性物質 / プロトン / 分子性有機導体 / ノイズ / プロトン運動
研究成果の概要

本研究では,プロトンダイナミクスと結合・連動するパイ電子系電荷ダイナミクスが顕著に発現する強相関電子系分子性物質を対象物質として,コンダクタンスノイズの精密検出手法を構築し,プロトンダイナミクスと連動した分子末端エチレン基振動とパイ電子結合により発生するノイズ測定に成功した.明確な2準位状態のコンダクタンスゆらぎによるローレンツ型ノイズが,1/fタイプのノイズスペクトルに重畳する状態を観測し,ナノスケールの極性領域が形成された電気分極状態となることをノイズスペクトロスコピーにより解明した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究によるノイズ観測手法の確立およびパイ電子系ノイズ発生と電子状態の相関解明・発見は,ノイズスペクトロスコピーが電子的な強誘電性を生み出す分子性物質の物性物理解明に有効であることを明らかにした.さらに,生体系電子機能性の解明と機能模倣を目指す研究を実施する上で,ノイズスペクトロスコピーは,プロトン運動や構造ゆらぎと連動する電子伝達を調査するための高感度な観測ツールとなることを示すことができた.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Goethe University Frankfurt(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Institute of Physics, Goethe-University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Science Foundation(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Formation of nanoscale polarized clusters as precursors of electronic ferroelectricity probed by conductance noise spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Jens Mueller, Satoshi Iguchi, Hiromi Taniguchi and Takahiko Sasaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 102 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevb.102.100103

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 分子性有機導体k-(d8-BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Brのエックス線照射効果2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木孝彦, 佐藤直道, 米山直樹
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Nanoscale polarized clusters in a molecular dimer-Mott insulator as precursors of electronic ferroelectricity probed by conductance noise spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Sasaki
    • 学会等名
      Quantum Liquid Crystal meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 傾斜エックス線照射した分子性有機導体 k-(BEDT-TTF)2Xの赤外分光2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木孝彦, 佐藤直道, 古川哲也, 杉浦栞理, 井口敏, 米山直樹, L. Kang, 赤木和人, 池本夕佳, 森脇太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Low-frequency Charge Carrier Dynamics in the Mott and Charge-Ordered Insulating Phases of Quasi-2D Mplecular Conductors (BEDT-TTF)2X2019

    • 著者名/発表者名
      J. Mueller, T. Thomas, B. Hartmann, H. Schubert, S. Iguchi, K. Hashimoto, T. Sasaki, J. A. Schlueter
    • 学会等名
      13th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Charge Carrier Dynamics in q-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4 studied by Fluctuation Spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      T. Thomas, H. Sun, K. Hashimoto, T. Sasaki, H. Yamamoto, J. Mueller
    • 学会等名
      13th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quenched disorder effect on the charge-glass forming ability in the charge ordered molecular compound q-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)42019

    • 著者名/発表者名
      S. Ohkura, K. Hashimoto, R. Kobayashi, Y. Karakane, S. Iguchi, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, M. Suda, H. Yamamoto, T. Sasaki
    • 学会等名
      13th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BEDT-TTF分子系電荷秩序絶縁体の電荷ガラス形成能に与える乱れ効果2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木孝彦, 大藏聖, 橋本顕一郎, 小林亮太, 唐金雄也, 池本夕佳, 森脇太郎, 須田理行, 山本浩史
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素結合型モット絶縁体Cat-EDT系における量子常誘電・常磁性状態2019

    • 著者名/発表者名
      藤井桜子, 下澤雅明, 近藤潤, 杉井かおり, 山下穣, 上田顕, 森初果, 杉浦栞理, 寺嶋太一, 宇治進也, 橋本顕一郎, 井口敏, 佐々木孝彦
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学金属材料研究所低温電子物性学研究部門HP

    • URL

      http://cond-phys.imr.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東北大学金属材料研究所低温電子物性学研究部門佐々木研究室

    • URL

      http://cond-phys.imr.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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