| 研究課題/領域番号 |
19H01833
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐々木 孝彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20241565)
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| 研究分担者 |
松浦 直人 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 主任研究員 (30376652)
中 惇 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (60708527)
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | 分子性有機導体 / 量子スピン液体 / ダイマーダイポール / 強相関電子系 / パイ電子 / フォノン / 量子液体 / 中性子散乱 / 分極自由度 / 量子電荷液体 / 分子性物質 / 強相関パイ電子系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
分子性物質の特徴が現れる階層的な低エネルギー電子－格子（フォノン）ダイナミクスの解明を目指します．本研究の進展により分子性物質が示す電子物性の背後にある階層的フォノンの重要性を解き明かされ，その結果として，スピン/電荷系のゆらぎの増強により創出される量子液体状態の解明，そしてフォノン結合や分極性を起源とする量子液体創出への新ルートを提案します．このような有機物質フォノン研究は，自然界の未解決問題の一つであるガラス状態の謎に対して，パイ電子系を対象として挑戦するものです．さらに，将来の有機フォノンサイエンス・エンジニアリングの礎となるものです．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，BEDT-TTF分子系分子性有機導体が特徴的に有する階層的な分子内振動‐分子格子振動（フォノン）ダイナミクスと強相関パイ電子系電荷/スピン自由度の結合が生み出す新しい量子液体状態，すなわち，フォノンがアシスト・増強する分極自由度を伴ったダイポール液体や量子スピン液体の開拓と解明を目的とした．量子スピン液体物質および反強磁性モット絶縁体について熱中性子炉（ILL,フランス）における非弾性中性子散乱実験を海外研究協力者と共同して実験実施した結果，それぞれの物質において，フォノン線幅の異常からパイ電子の電荷・スピンダイナミクスと結合したフォノンダイナミクスの重要性を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の実施により明らかになった強相関系分子性有機導体におけるパイ電子電荷・スピンダイナミクスと結合したフォノン異常についての成果は，量子スピン液体や電荷ガラス状態などの量子的なパイ電子の振る舞いにおける階層的な分子格子構造の重要性を明確に示したものである．また，将来，高分子系・生体系などのさらなる複雑な分子格子系を有する有機物質の電子物性・信号伝達機構の解明や有機デバイス開発研究などにおいても，格子系ダイナミクスを取り込んだ有機フォノンサイエンスの礎としての意義を有する成果である．
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