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π電子系強相関物質を用いた歪み制御型相転移デバイスの開発

公募研究

研究領域π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
研究課題/領域番号 15H01005
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関分子科学研究所

研究代表者

須田 理行  分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 助教 (80585159)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード歪み効果 / 電界効果 / 超伝導 / モット絶縁体 / 相転移 / 電界効果トランジスタ / 強相関電子系
研究実績の概要

本研究では、様々なπ電子系物質に対し歪み効果を印加可能なシステムを開発することで、物性の向上や既存物質にはない機能の発見を目指すと共に、これを利用したデバイス開発を目的とした。
本年度は、前年度に開発したの歪み印加プローブを用いて、実際に有機強相関物質に対して基板の湾曲による"歪み効果"の印加を試みた。強相関電子系物質であるκ-d8-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Cl (κ-d-Cl)の薄片単結晶を基板上に貼り付け、歪み印加下における電気抵抗値測定を行った。圧縮歪みの印加に伴い抵抗値は次第に減少し、金属状態、パーコレーション超伝導状態を経て、約1 %の歪みにより超伝導体へと歪み誘起相転移を示した。この結果は、κ-Clの圧力誘起モット転移とも良い一致を示しており、本システムにおける歪み誘起相転移が、歪みの印加に伴う結晶への実効的な圧力によるバンド幅制御型モット転移であることを示唆している。更にZFC-FC磁化測定によりシールディング/マイスナーフラクションを測定したところ、歪みの印加に伴いいずれのフラクションも次第に増加する様子が観測された。この結果は、歪み効果によって絶縁体/超伝導体転移を観測した初めての例であり、開発した歪み印加システムの有用性が示されたものであると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 11件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] National Nanotechnology Center (NANOTEC)/Chiang Mai University(Thailand)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Critical Behavior in Doping-Driven Metal-Insulator Transition on Single-Crystalline Organic Mott-FET2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Sato, Yoshitaka Kawasugi, Masayuki Suda, Hiroshi M Yamamoto, Reizo Kato
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 17 号: 2 ページ: 708-714

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.6b03817

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分子性二次元モット絶縁体におけるフィリング制御の新展開2016

    • 著者名/発表者名
      川椙義高、関和弘、須田理行、山本浩史
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 51 ページ: 801-814

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel electronic ferroelectricity in an organic charge-order insulator investigated with terahertz-pump optical-probe spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yamakawa, T. Miyamoto, T. Morimoto, H. Yada, Y. Kinoshita, M. Sotome, N. Kida, K. Yamamoto, K. Iwano, Y. Matsumoto, S. Watanabe, Y. Shimoi, M. Suda, H. M. Yamamoto, H. Mori, H. Okamoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/srep20571

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 有機-無機界面双極子の光制御法の確立と光制御型分子デバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      須田理行
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス, 神奈川県横浜市
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光応答性電気二重層を利用したκ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Brにおける光誘起超伝導転移2017

    • 著者名/発表者名
      須田理行
    • 学会等名
      有機固体冬の学校2017
    • 発表場所
      ホテルあかね, 神奈川県足柄下郡
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Light-induced Superconductivity in an Organic Mott Insulator induced by Light-driven Carrier Doping2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Suda
    • 学会等名
      7th Annual Congress on Materials Research and Technology
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photo-gated Organic Superconducting Transistor utilizing a Photo-active electric double layer2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Suda
    • 学会等名
      BIT's 6th Annual World Congress of Nano Science & Technology -2016
    • 発表場所
      Singapore, Singapore
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photo-gated Organic Superconducting Transistor utilizing a Photo-active Electric-double-layer2016

    • 著者名/発表者名
      M. Suda
    • 学会等名
      The 6th Annual World Congress of Nano Science and Technology-2016
    • 発表場所
      Holiday Inn Singapore Atrium (Singapore, Singapore)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-controllable Organic Superconducting Transistor2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Suda
    • 学会等名
      INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PURE & APPLIED CHEMISTRY (ISPAC) 2016
    • 発表場所
      Kuching, Malaysia
    • 年月日
      2016-08-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strain-tunable superconducting field-effect transistor with an organic strongly-correlated electron system2016

    • 著者名/発表者名
      M. Suda
    • 学会等名
      2nd International Symposium on π-system Figuration
    • 発表場所
      浦和コミュニティセンター (埼玉県浦和市)
    • 年月日
      2016-04-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機モット絶縁体への 光誘起電子ドーピングによる超伝導転移の観測2016

    • 著者名/発表者名
      須田理行、高品直人、櫻井英博、山本浩史
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 (京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Light-induced Superconductivity in an Organic Mott Insulator utilizing a Photo-active Electric-double-layer2015

    • 著者名/発表者名
      M. Suda, R. Kato, H. M. Yamamoto
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii convention center (Hawaii, US))
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-gated Organic Superconducting Transistor utilizing a Photo-induced Electric-double-layer2015

    • 著者名/発表者名
      M. Suda, R. Kato, H. M. Yamamoto
    • 学会等名
      Surface Interface Spectroscopy 2015
    • 発表場所
      国立女性教育会館(埼玉県比企郡)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-induced Superconductivity in κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br utilizing a photo-active electric-double-layer2015

    • 著者名/発表者名
      M. Suda, R. Kato, H. M. Yamamoto
    • 学会等名
      11th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets
    • 発表場所
      The Monarch Hotel & Convention Center (Bad gogging, Germany))
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Organic superconducting transistor utilizing a photo-active electric-double-layer2015

    • 著者名/発表者名
      M. Suda, R. Kato, H. M. Yamamoto
    • 学会等名
      The 11th international conference on materials and mechanisms of superconductivity
    • 発表場所
      CICG (Geneva, Switzerland)
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strain-tunable superconducting field-effect transistor with an organic strongly-correlated electron system2015

    • 著者名/発表者名
      M. Suda, Y. Kawasugi, T. Minari, K. Tsukagoshi, R. Kato, H. M. Yamamoto
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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