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Hybrid f-/p-electron molecular materials

公募研究

研究領域J-Physics:多極子伝導系の物理
研究課題/領域番号 16H01063
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
研究機関東北大学

研究代表者

プラシデス コスマス  東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (90719006)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード強相関電子系 / 超伝導 / フラーレン / 希土類元素 / 複合材料・物性
研究実績の概要

The project has focussed on research in emergent electronic phenomena in the family of hybrid f-/p-electron molecular materials successfully established for the first time by our work to-date within J-Physics. In order to achieve our targets, we synthesized and researched new families of molecular-based strongly correlated f-electron fullerides in which the presence of the electronically-active C60 anions is combined with mixed configuration rare earths leading to properties intrinsically unattainable in any other system currently available. Strong correlations dominate the electronic properties of both the rare-earth cation and the C60 anion sublattices. To-date the project has unambiguously authenticated by both synchrotron X-ray diffraction and spectroscopic techniques at ambient and elevated pressures the occurrence of valence transitions with novel characteristics arising from the simultaneous presence of the electronically-active C60 sublattice. Moreover, it has also led to a family of mixed valence materials with chemically (and potentially physically) quasi-continuously tunable valence transitions opening up the possibility of unveiling a new type of quantum criticality caused by critical valence fluctuations. Finally, the orbitally selective (Jahn-Teller) metallic state, which is the parent of the highest-Tc fulleride superconductor appears to be harboring a hidden quadrupolar order, key to the understanding of the intriguing electronic properties of this state of matter.

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 28件、 招待講演 23件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Liverpool/Durham University/ISIS Neutron and Muon Source(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] European Synchrotron Radiation Facility(France)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Jozef Stefan Institute/University of Ljubljana(Slovenia)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Aristotle University of Thessaloniki(Greece)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure-induced Mott-insulator-metal crossover at ambient temperature in an overexpanded fulleride2018

    • 著者名/発表者名
      R. H, Zadik, Y. Takabayashi, R. H. Colman, G. Garbarino, and K. Prassides
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 993-998

    • DOI

      10.1039/c8qm00048d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural and electronic response of overexpanded superconducting fullerides close to the Mott insulator boundary2018

    • 著者名/発表者名
      M. Menelaou, Y. Takabayashi, H. E. Okur, R. H, Zadik, and K. Prassides
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B

      巻: 32 号: 17 ページ: 1840020-1840020

    • DOI

      10.1142/s0217979218400209

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] π-electron S =1/2 quantum spin-liquid state in an ionic polyaromatic hydrocarbon2017

    • 著者名/発表者名
      Takabayashi Y, Menelaou M, Tamura H, Takemori N, Koretsune T, Stefancic A, Klupp G, Buurma AJC, Nomura Y, Arita R,, Arcon D, Rosseinsky MJ, Prassides K
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 9 号: 7 ページ: 635-643

    • DOI

      10.1038/nchem.2764

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Redox-controlled potassium intercalation into two polyaromatic hydrocarbon solids2017

    • 著者名/発表者名
      F. D. Romero, M. J. Pitcher, C. I. Hiley, G. F. S. Whitehead, S. Kar, A. Y. Ganin, D. Antypov, C. Collins, M. S. Dyer, G. Klupp, R. H. Colman, K. Prassides and M. J. Rosseinsky
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 9 号: 7 ページ: 644-652

    • DOI

      10.1038/nchem.2765

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Upper critical field reaches 90 tesla near the Mott transition in fulleride superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kasahara, Y. Takeuchi, R. H. Zadik, Y. Takabayashi, R. H. Colman, R. D. McDonald, M. J. Rosseinsky, K. Prassides, and Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 14467-14467

    • DOI

      10.1038/ncomms14467

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Unconventional high-Tc superconductivity in fullerides2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Takabayashi and K. Prassides
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society A

      巻: 374 号: 2076 ページ: 20150320-20150320

    • DOI

      10.1098/rsta.2015.0320

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Unconventional superconductivity and quantum magnetism in π-electron molecular systems2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takabayashi, M. Vrankic, T. Nakagawa, J. Arvanitidis, and K. Prassides
    • 学会等名
      The Kick-off Symposium for World Leading Research Centers
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Emergent electronic phenomena in all-carbon π-electron systems2018

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      AIMR Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Emergent electronic phenomena in hybrid f-/p-electron molecular materials2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takabayashi and K. Prassides
    • 学会等名
      J-Physics Annual Meeting FY2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New quantum spin liquid states purely from carbon π-electrons2017

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 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] Pressure response of the mixed valence RE2.75C60 (RE: Sm, Eu) fullerides studied by Raman spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Arvanitidis Ioannis
    • 学会等名
      AIMR International Symposium 2017 (AMIS2017)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum spin-liquid state in a π-electron carbon system2017

    • 著者名/発表者名
      髙林 康裕
    • 学会等名
      AIMR International Symposium 2017 (AMIS2017)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Insulator-to-metal transition in overexpanded RbxCs3-xC60 close to Mott boundary2017

    • 著者名/発表者名
      Menelaou Melita
    • 学会等名
      AIMR International Symposium 2017 (AMIS2017)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Orbital mixing and valence transitions in (Sm1-xCax)2.75C60 fullerides2017

    • 著者名/発表者名
      中川 剛志
    • 学会等名
      AIMR International Symposium 2017 (AMIS2017)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-pressure investigations of C60-based molecular superconductors with diamond anvil cells2017

    • 著者名/発表者名
      Sobota Robert
    • 学会等名
      AIMR International Symposium 2017 (AMIS2017)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal structure of (Li+@C60-)2: a dimerized endohedral metallofullerene2017

    • 著者名/発表者名
      Shen Yongbing
    • 学会等名
      AIMR International Symposium 2017 (AMIS2017)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] π-figuration: towards Designer Functional Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      3rd International Symposium on π-System Figuration
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-01-27
    • 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] Emergent Electronic Phenomena in π-electron Nanocarbon Molecular Systems2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      The 12th Japan-France Workshop on Nanomaterials and 3rd WPI Workshop on Materials Science (NanoMat 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High Temperature and High Magnetic Field Superconductivity in Fullerides2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      231st ECS Meeting, SYMPOSIUM B05: FULLERENES- CHEMICAL FUNCTIONALIZATION, ELECTRON TRANSFER, AND THEORY
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New candidate quantum spin liquids in ionic polyaromatic hydrocarbons2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Physics in Complex Matter: Superconductivity, Magnetism and Ferroelectricity, Superstripes 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A μSR search for the Hebel-Slichter coherence peak across the superconductivity dome of fullerides2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance (μSR2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] π-electron quantum magnetism in ionic polyaromatic hydrocarbons2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC6)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Emergent electronic phenomena in all-carbon π-electron systems2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      Electron Correlation in Superconductors and Nanostructures (ECSN-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 15th International Conference on Advanced Materials (IUMRS-ICAM 2017)2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      Emergent electronic phenomena in π-electron molecular systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] π-electron Quantum Magnetism in Ionic Polyaromatic Hydrocarbons2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Takabayashi, M. Menelaou, N. Takemori, T. Koretsune, Y. Nomura, R. Arita, M. J. Rosseinsky, and K. Prassides
    • 学会等名
      12th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intermediate valency in hybrid f-/p-electron molecular materials2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In search of the Hebel-Slichter coherence peak across the superconductivity dome of fullerides2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      4th Open Symposium on π-System Figuration
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Emergent electronic phenomena in all-carbon π-electron systems2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      German-Japanese Workshop on π-System Figuration
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fullerene superconductivity: a personal ongoing voyage into the unexpected2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      Paris / Palaiseau 2017 Fall Lecture Series on the Frontiers of Condensed Matter Physics (FCMP)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 30 years of superconductivity in molecular solids2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      30th International Symposium on Superconductivity (ISS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] π-electron Quantum Magnetism in Ionic Polyaromatic Hydrocarbons2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Takabayashi, M. Menelaou, N. Takemori, T. Koretsune, Y. Nomura, R. Arita, M. J. Rosseinsky, and K. Prassides
    • 学会等名
      2nd workshop on New development of research on quantum spin liquids
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Current status and challenges ahead in p-electron molecular solids2016

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      大阪府立大学工学域電子物理学工学科講演会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Current status and challenges ahead in π-electron molecular magnetism and superconductivity - fullerenes and polyaromatic hydrocarbons2016

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      IMDEA Nanoscience Institute Colloquium
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      2016-12-01
    • 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] p-electron S=1/2 quantum spin-liquid state an ionic polyaromatic hydrocarbon2016

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      Phase transition and Dynamical Properties of Spin Transition Materials 2016
    • 発表場所
      Valencia, Spain
    • 年月日
      2016-11-27
    • 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] A15-structured Cs3C60: the first non-cubic A3C60 fulleride2016

    • 著者名/発表者名
      髙林 康裕
    • 学会等名
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      北海道立道民活動センター
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quantum spin-liquid state in an ionic polyaromatic hydrocarbon2016

    • 著者名/発表者名
      髙林 康裕
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Molecule-based Magnets (ICMM2016)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular superconductivity: a personal voyage into the unexpected2016

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      関西学院大学理工学部講演会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Physical and chemical control of superconductivity and magnetism in highly correlated fullerides2016

    • 著者名/発表者名
      髙林 康裕
    • 学会等名
      17th International Conference on High Pressure in Semiconductor Physics (HPSP17) & The Workshop on High Pressure Study on Superconducting (WHS)
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimized Unconventional High-Tc Superconductivity in Fullerides2016

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      International Conference on Quantum in Complex Matter: Superconductivity, Magnetism and Ferroelectricity, Superstripes 2016
    • 発表場所
      Ischia, Italy
    • 年月日
      2016-06-23
    • 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] The fascinating tale of metals and molecules in the molecular scale and nanoscale2016

    • 著者名/発表者名
      Menelaou Melita
    • 学会等名
      東北大学理学部講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Towards hybrid f-/p-electron molecular materials2016

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      J-Physics Annual Meeting 2016
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Current Status and Challenges ahead in Fullerene Superconductivity2016

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      International Workshop on Fundamental and Applied Research of Novel Nanocarbon Derivatives; Toward Bottom Up Approach to Nanocarbon Era
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-05-17
    • 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] Quantum magnets, spin liquids, metals and superconductors. And all without any metal ions2016

    • 著者名/発表者名
      Prassides Kosmas
    • 学会等名
      東北大学理学部講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-04-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Prassides Group

    • URL

      https://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/prassides_labo/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Functional Molecular Materials Laboratory

    • URL

      http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/prassides_labo/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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