軌道分子相関を有する強相関電子系物質における新規物性探索

• 研究課題/領域番号: 24K06963
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 奥田 哲治 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20347082)
• 研究分担者: 齋藤 智彦 東京理科大学, 先進工学部物理工学科, 教授 (30311129) ; 梶本 亮一 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究主幹 (30391254) ; 桑原 英樹 上智大学, 理工学部, 教授 (90306986)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 強相関電子系 / 軌道分子相関 / 熱電材料 / 擬ブルッカイト型酸化物 / コランダム型酸化物

研究開始時の研究の概要

本研究では、複数の金属イオンが軌道分子（orbital molecule）形成する多量体物質に着目し、元素置換や相転移近傍の臨界性などにより電荷・スピン・軌道・格子自由度を伴う多量体形成の揺らぎが顕著となる新たな量子状態を創成し、新量子物性の探索を行う。具体的には、軌道分子の典型であるスピン一重項二量体（dimer）を形成するコランダム型Ti酸化物や擬ブルッカイト型Ti酸化物、特殊な三量体（trimeron）を形成するマグネタイトなどに着目し、種々の元素置換を施した単結晶の育成を試み、多量体相関が起源となる優れた熱電特性や新奇超伝導などの巨大物性や未知の強相関物性の探索を行う。