| 研究課題/領域番号 |
19H00891
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 分子科学研究所 |
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研究代表者 |
山本 浩史 分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 教授 (30306534)
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| 研究分担者 |
川椙 義高 東邦大学, 理学部, 講師 (40590964)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)
2022年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2021年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2020年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2019年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
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| キーワード | 超伝導体 / 基板歪み / 電界効果 / 強相関電子系 / モット絶縁体 / スピントロニクス / キラリティ / CISS効果 / 超伝導 / 電界効果トランジスタ / 有機トランジスタ / 超伝導デバイス / キラル伝導体 / 界面ドーピング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
伝導電子同士が強く相互作用する「強相関電子系」は、高温超伝導などのユニークな機能性を発現するため基礎物性研究の面でもデバイス応用の面でもかねてより注目を集めている。本研究では分子界面を用いた強相関電子デバイスを舞台に以下の３つの課題に挑戦する。(i)温度・圧力・キャリア密度を同時に変化させた強相関電子系の三次元相図を完成させる基礎学術研究。(ii) 室温で動作する電子デバイスとしての応用可能性を探る研究。(iii) キラルな空間群を持つ有機強相関結晶を用いて「スピン偏極電流」を生成する新たなスピントロニクスの研究。
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| 研究成果の概要 |
伝導電子同士が強く相互作用する強相関電子系は、微少なキャリア密度や圧力の変化によって劇的に物性が変化し、高温超伝導などのユニークな機能性を発現する。そのため電子材料としてもかねてより注目を集めているが、基礎物性には未解明の部分が多く残されていた。本研究では、分子界面を用いた強相関電子デバイスを新たに作製し、有機強相関電子における「温度・圧力・キャリア密度を同時に変化させた」基底状態相図を完成させ、超伝導に必要なパラメータ空間を特定した。さらに、キラルな空間群を持つ有機強相関結晶を用いて超伝導相中にスピン偏極を生成し、新たな超伝導スピントロニクスの提案を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
強相関電子系超伝導体として知られるペロブスカイト型銅酸化物は非常に硬い物質であるため、キャリア密度制御には向いているものの圧力制御による超伝導相探索に向いていなかった。本研究では柔軟な有機分子結晶を用いることにより、圧力とキャリア密度の両者をパラメータとする強相関電子系超伝導の相図を完成させることができたので、超伝導相探索・理論構築における重要な手がかりを与え、将来の超伝導工学・超伝導エレクトロニクスに貢献できると期待される。また今回見出したキラル超伝導体を用いたスピン偏極の生成は、磁石によるキラル分子の分離原理にも踏み込むものであり、今後のキラル物質科学に多くの示唆を与えるものである。
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