| 研究課題/領域番号 |
18KK0375
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 東京大学 (2019-2022)
東北大学 (2018) |
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研究代表者 |
橋本 顕一郎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00634982)
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| 研究期間 (年度) |
2019 – 2023
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
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| キーワード | 電荷ガラス / ノイズ分光 / 三角格子 / 幾何学的フラストレーション / 走査型近接場光顕微鏡お / 非線形伝導 / 有機導体 / 走査型近接場光顕微鏡 / 誘電ノイズ測定 / 誘電率測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、有機固体結晶中の伝導電子が、強い電子相関と幾何学的フラストレーション効果により、ランダムな電荷分布・電荷配置のまま凍結した電荷ガラス状態が見出され、大きな注目を集めている。電荷ガラス状態では、巨大非線形伝導や負性抵抗領域における自発的電流振動現象などが観測されており、ナノクラスター電子構造との関連性が議論されている。本研究では、電荷ガラス物質における非自明な巨大非線形・非平衡応答と実空間でのナノクラスター電子構造の関係を明らかにするために、走査型近接場光顕微鏡および走査型局所誘電ノイズ測定を駆使して、電荷ガラス状態における電子構造のナノスケール実空間観察を行う。
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| 研究実績の概要 |
近年、物性物理学の分野において、有機固体結晶中の伝導電子が、強い電子相関と幾何学的フラストレーション効果により、ランダムな電荷分布・電荷配置のまま凍結した電荷ガラス状態が見出され、大きな注目を集めている。電荷ガラス状態では、巨大非線形伝導や負性抵抗領域における自発的電流振動現象などが観測されており、X線構造解析から示唆されるナノクラスター電子構造との関連性が議論されている。しかし、ナノメートルサイズの電荷クラスターを実空間で直接観察した例はない。そこで本研究では、電荷ガラス物質における「非自明な巨大非線形・非平衡応答」と「実空間でのナノクラスター電子構造」の関係を明らかにすることを目的として、国際共同研究のもと、走査型近接場光顕微鏡および誘電ノイズ測定を行い、電荷ガラス状態における電子構造のナノスケール実空間観察から、強相関電子系における電子相関を起源とした本質的不均一構造がもたらす非自明かつ巨大な非線形・非平衡現象の物理的起源を解明することを目指している。
当該年度は、ドイツのフランクフルト大学に半月滞在し、X線照射した電荷ガラス物質θ-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4のノイズ分光測定を行った。その結果、X線により導入された欠陥が電荷ガラス化を促進させることを明らかにした。また、三角格子のフラストレーションの強さが異なる一連の電荷ガラス物質のノイズ測定を行い、論文として公表した ("Comparison of the charge-crystal and charge-glass state in geometrically frustrated organic conductors studied by fluctuation spectroscopy", T. Thomas et al., PRB 105, 205111 (2022))。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当該年度は、電荷ガラス状態における電子構造のナノスケール実空間観察を行う予定であったが、実験を行うなことが出来なかったため、やや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
ドレスデン工科大学に短期滞在し、電荷ガラス物質θ-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)4の単結晶薄膜に対して、電圧印加を印加した状態で、査型近接場光顕微鏡(SNOM)測定を行う。そのうえで、電子状態の実空間マッピングを行い、電圧印加によりどのように電荷ガラス状態におけるナノスケールヘテロ構造が融解し、巨大なスイッチング現象が生じるのかを明らかにする。
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