強相関電子系の秩序相における新奇な非平衡現象の理論

• 研究課題/領域番号: 24740244
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 中央大学 (2013-2014); 分子科学研究所 (2012)
• 研究代表者: 田中 康寛 中央大学, 理工学部, 助教 (50541801)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 非線形伝導 / 電流電圧特性 / 負性微分抵抗 / 絶縁破壊 / 非平衡グリーン関数 / 非平衡状態 / 電荷秩序 / 有機導体

研究成果の概要

金属電極に繋がれた絶縁体における電流電圧特性について、非平衡系の理論を用いた研究を行った。まず、有機導体beta-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6における実験を念頭に、電荷整列のある絶縁体を考え、電圧印加によってその電荷整列がどのように壊され電流が流れるかを調べた。その結果、電荷整列が残った状態で電流が流れる非平衡系特有の相が現れる可能性を見出した。また、電極のある系での理論解析結果、とくに負性微分抵抗(電圧の増加に伴い電流が減少する振る舞い)の起源を調べるため、より単純化されたモデルに対し厳密な解析を行い、その出現条件を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Roles of Potential Gradient and Electrode Bandwidth on Negative Differential Resistance in One-Dimensional Band Insulator (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and K. Yonemitsu
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 12 ページ: 1247041-4
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.124704
  • NAID: 40020299851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical freezing of charge motion in an organic conductor (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, Y. Sagae, Y. Naitoh, Y. Kawakami, H. Itoh, K. Yamamoto, K. Yakushi, H. Kishida, T. Sasaki, S. Ishihara, Y. Tanaka, K. Yonemitsu and S. Iwai
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 5528-5528
  • DOI: 10.1038/ncomms6528
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Charge Order and Possible Bias-Induced Metastable State in Organic Conductor β-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6: Effects of Structural Distortion (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and K. Yonemitsu
  • 雑誌名: J. Phys.: Condens. Matter 巻: 25 号: 46 ページ: 465603-465603
  • DOI: 10.1088/0953-8984/25/46/465603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current-Voltage Characteristics and Breakdown Mechanism in One-Dimensional Band and Mott Insulators Attached to Electrodes (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and K. Yonemitsu
  • 雑誌名: J. Kor. Phys. Soc. 巻: 62 号: 12 ページ: 2164-2167
  • DOI: 10.3938/jkps.62.2164
  • 査読あり
• [学会発表] 電極に繋がれたバンド絶縁体における負性微分抵抗の起源について (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中康寛、米満賢治
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 有機導体における電子相関効果および非線形伝導について (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中康寛
  • 学会等名: 第一回計算分子科学の若手理論研究会
  • 発表場所: 湯涌温泉(石川県)
  • 年月日: 2015-03-03 – 2015-03-04
• [学会発表] Effects of electron correlation in organic conductor alpha-(BEDT-TTF)2I3 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Conductivity and Magnetism in Molecular Materials
  • 発表場所: ベイツ大学(アメリカ)
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-08
• [学会発表] 有機導体α-(BEDT-TTF)2I3における電子相関効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中康寛
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
• [学会発表] 有機導体α-(BEDT-TTF)2I3の基底状態における電子相関効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中康寛
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島県)
• [学会発表] 有機導体α-(BEDT-TTF)2I3における電子相関効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中康寛
  • 学会等名: 第３回 強相関電子系理論の最前線 -若手によるオープンイノベーション -
  • 発表場所: 那智勝浦(和歌山県)
  • 招待講演
• [学会発表] 有機導体α-(ET)2I3における電子相関効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中康寛
  • 学会等名: 日本物理学科
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
• [学会発表] 二次元有機導体における電場による電荷秩序の融解と非線形伝導 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中康寛、米満賢治
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学(神奈川県)
• [学会発表] Nonequilibrium states and I-V characteristics in one-dimensional band and Mott insulators attached to electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and K. Yonemitsu
  • 学会等名: International conference on Magnetism with Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: 韓国、釜山
• [学会発表] Nonlinear conduction by melting of charge order in quasi-two-dimensional organic conductors (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and K. Yonemitsu
  • 学会等名: International conference on Electronic States and Phases Induced by Electric or Optical Impacts
  • 発表場所: フランス、オルセー
• [学会発表] Checkerboad Charge Order and Nonlinear Conduction in beta-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and K. Yonemitsu
  • 学会等名: International Symposium on Material Science Opened by Molecular Degree of Freedom
  • 発表場所: 宮崎シーガイア(宮崎県)
• [学会発表] 有機導体β-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6における電荷秩序と非線形伝導 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中康寛
  • 学会等名: 第二回 強相関電子系理論の最前線 -若手によるオープンイノベーション-
  • 発表場所: 那智勝浦(和歌山県)
  • 招待講演