| 研究課題/領域番号 |
23K04691
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
山本 貴 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 准教授 (20511017)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 分子性導体 / 異方的圧縮 / 超伝導 / 金属－超伝導転移 / 電子間相互作用 / 一軸圧縮 / 赤外・ラマンスペクトル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属の特性を持つ分子結晶を圧力等で超伝導体に変えることは難しいが、圧縮の方向を限定することで超伝導体になる現象を見つけた。本研究では、金属が超伝導体に変わる原理を見出す。電荷同士の「引力が働く方向」と「反発力が働く方向」が互いに垂直である金属を用い、一方向のみ少しづつ圧縮する独自の手法を使いながら、超伝導体に変わりやすい圧縮方向を決定する。また、反発力を分光学的手法により定量化した過去の成果と類似した方法で、超伝導に適した引力の大きさの定量化を試みる。本研究の成果を利用すれば、超伝導とは無縁であった様々な金属物質を超伝導体にする研究が活性化されるという波及効果がある。
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| 研究実績の概要 |
一般に金属的な分子性伝導体を圧縮しても超伝導にはならない。本申請者は、低温まで金属的伝導性を示す分子性導体を超伝導するための条件を探る研究を着想した。分子が二次元的に並ぶ面において、電子同士の引力と斥力の方向が垂直であるβ″-型ET塩に着目し、それぞれの方向に異方的圧縮を行うことで超伝導になるのか検証する研究を継続している。
まず、β″-型ET塩の中でも、二つのET分子が繰り返し単位を形成する極めて安定な金属的な物質に、異方的圧縮を適用し電気抵抗率測定を行った。引力・斥力、どちらの方向の圧縮によっても、超伝導になり難いことが判明した。今度は、過去に超伝導を誘起出来た物質では、四つのET分子が繰り返し単位を形成することに着目し、その類縁体は超伝導を誘起しやすいのか分光学的見地から探る研究を行なった。その結果、電荷不均一の度合いや電子－格子相互作用において、超伝導を誘起出来た物質と共通していることが判明したので、異方的圧縮の候補として今後実験を継続する予定である。
上述の結果より、β″-ET塩とは対極的な等方的二次元伝導面を持つκ-型ET塩でも、連続した四つの分子間において、電荷の不均一と電子－格子相互作用を誘発することが超伝導と関係しているのか検証する研究を着想した。その第一段階として、κ-型ET塩のラマンスペクトルに観測される分子内振動のピークから、電子－格子相互作用を評価するための解析法を見出した。
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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
低温まで金属的伝導性を示すβ″-型結晶構造を持つET塩は、二次元伝導面の繰り返し単位が、主に、1) ET二分子からなる物質群と、2) ET四分子からなる物質群が存在し、2)については、既に超伝導を誘起した実績がある。本年度は、1)に属する物質の中でも、異方的圧縮が行われたβ″-(ET)2AuBr2の類縁体であるβ″-(ET)2ICl2ついて、異方的圧縮下における電気抵抗の温度依存性を測定したところ、超伝導を見出すことができなかった。次に、2)に属する新規物質に異方的圧縮を行うための候補を見つけるため、三種類の物質の低温ラマンスペクトルを測定した。ET分子の電荷が不均一であるだけでなく、金属であるにも関わらず電子－格子相互作用に起因する対称性の低下が揺らぎとして観測された。従って、申請前に超伝導の報告をしたβ″-型ET塩と同様に、金属－超伝導転移を誘発できる可能性があることを見出した。
上述2)の結果から、β″-型ET塩とは対極的な等方的二次元伝導面を持つκ-型ET塩でも、連続した四つの分子間において、電荷の不均一と電子－格子相互作用を誘発することで超伝導を誘発できるのか検証する研究を着想した。その第一段階として、κ-型ET塩のラマンスペクトルに観測される分子内振動のピークから、電子－格子相互作用を評価するための解析法を見出した。
上記の結果について二つの論文を投稿したが、修正して再投稿する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までの進捗状況で記した、2)に属する三種類のβ″-型ET塩から、異方的圧縮下における電気抵抗測定を行う予定である。
κ-型ET塩のなかでも、積層方向の二量体間移動積分の大きい新規物質に着目して、低温ラマンスペクトルを測定し、異方的圧縮下における電気抵抗測定を行う予定である。
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