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球と面の複合π造形による超伝導体と量子磁性体の開発

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 17H05139
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
研究機関大阪府立大学

研究代表者

プラシデス コスマス  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90719006)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードSuperconductivity / Spin liquids / Polyaromatic hydrocarbon / Quantum magnetism / Fullerenes / pi-electron systems / 強相関電子系 / 量子磁性 / 複合材料・物性 / フラーレン / 多環芳香族炭化水素
研究実績の概要

We succeeded in establishing for the first time reproducible synthetic procedures of phase-pure highly-crystalline metal-doped PAHs, which emerge as candidates of new exotic electronic states of matter, including three-dimensional quantum spin liquids arising purely from carbon pi-electrons for the first time. Our methodology led to entirely new chemical approaches to produce intercalated PAHs with controlled oxidation states. The new synthetic routes allowed the isolation of unique materials, including the isolation of a S = 1/2 quantum spin-liquid state arising for the first time purely from pi-electrons. These results provide the seeds of new ideas to transform thinking about the scientific area of quantum magnetism in molecular systems and open a new branch of molecular science in the same way that, 10 years ago, the discovery of the Cs3C60 superconductor led to the renaissance of fullerene superconductivity.
As a direct application of our generic synthetic routes, we have now developed the synthesis of the first unsolvated alkali metal rubrene and tetracene phases. The crystal chemistry of the potassium rubrene phase contrasts with that of earlier structures allowing us to take the first step towards establishing structure-composition relationships in this class of materials. On the other hand, K2tetracene is isostructural with K2pentacene with the K+ cations residing in two sites that are not disordered due to the limited sites on which they can be accommodated.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (60件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 10件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 26件、 招待講演 23件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Liverpool/Rutherford Appleton Laboratory(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Aristotle University of Thessaloniki(ギリシャ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Bursa Technical University(トルコ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] NIST(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Charles University(チェコ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Uniersity of Liverpool/Durham University(英国)

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

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Bursa Technical University(トルコ)

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

    • 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(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure-Induced Charge Disorder-Order Transition in the Cs4O6 Sesquioxide2020

    • 著者名/発表者名
      Okur H. Esma、Colman Ross H.、Ohishi Yasuo、Sans Annette、Felser Claudia、Jansen Martin、Prassides Kosmas
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 59 号: 2 ページ: 1256-1264

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b02974

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical reduction of Li+@C60 by decamethylferrocene to produce neutral Li+@C60・-2019

    • 著者名/発表者名
      H. Okada, H. Ueno, Y. Takabayashi, T. Nakagawa, M. Vrankic;, J. Arvanitidis, T. Kusamoto, K. Prassides, and Y. Matsuo
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 153 ページ: 467-471

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2019.07.028

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Elusive Valence Transition in Mixed-Valence Sesquioxide Cs4O62019

    • 著者名/発表者名
      Colman Ross H.、Okur H. Esma、Kockelmann Winfried、Brown Craig M.、Sans Annette、Felser Claudia、Jansen Martin、Prassides Kosmas
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 21 ページ: 14532-14541

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b02122

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural and electronic properties of the overexpanded quaternary superconducting fulleride K0.25Rb0.25Cs2.5C602019

    • 著者名/発表者名
      Okur H. Esma、Prassides Kosmas
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids

      巻: 131 ページ: 44-49

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2019.03.017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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] Reactivity of Solid Rubrene with Potassium: Competition between Intercalation and Molecular Decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Jiliang、Whitehead George F. S.、Manning Troy D.、Stewart David、Hiley Craig I.、Pitcher Michael J.、Jansat Susanna、Prassides Kosmas、Rosseinsky Matthew J.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 51 ページ: 18162-18172

    • DOI

      10.1021/jacs.8b11231

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 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
    • 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
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Air/Liquid Interfacial Nanoassembly of Molecular Building Blocks into Preferentially Oriented Porous Organic Nanosheet Crystals via Hydrogen Bonding2017

    • 著者名/発表者名
      Makiura Rie、Tsuchiyama Kohei、Pohl Ehmke、Prassides Kosmas、Sakata Osami、Tajiri Hiroo、Konovalov Oleg
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 11 号: 11 ページ: 10875-10882

    • DOI

      10.1021/acsnano.7b04447

    • 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
  • [学会発表] Materials development in π-f electron systems2020

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 2019 J-Physics Annual Meeting (Kobe)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pressure-induced valence transitions in mixed valence rare-earth fullerides2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Matsui, Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 2020 JPS Annual Meeting (Nagoya)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Quantum magnetism in fully-frustrated all-carbon π-electron systems2019

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      International Workshop on Phase Transition and Dynamical Properties of Spin Transition Materials (PDSTM 2019) (Gainesville, Florida, USA)
    • 関連する報告書
      2018 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 Molecular Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 1st Nanjing Conference on Quantum Materials (NCQM-2019) (Nanjing, China)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Emergent electronic phenomena in mixed valence rare-earth fullerides2019

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The International Conference on Quantum Physics in Complex Matter: Superconductivity, Magnetism and Ferroelectricity, Superstripes 2019 (Ischia, Naples, Italy)
    • 関連する報告書
      2018 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 materials2019

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The J-Physics 2019 International Conference & KINKEN-WAKATE 2019 Multipole Physics (Kobe)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Emergent electronic phenomena in mixed valence rare-earth fullerides2019

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The International Conference on Electron Correlation in Superconductors and Nanostructures (ECSN-2019) (Odessa, Ukraine)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal-directed asymmetric spatial assembly of diverse building blocks - spheres, planes, and bowls2019

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 2019 Coordination Asymmetry Annual Meeting (Tokyo)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Emergent electronic phenomena in intermediate valence rare-earth fullerides2019

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The J-Physics Mini-Workshop in Osaka (Osaka)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mixed valence transitions in rare-earth fullerides2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yoshikane, Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 2019 Autumn Meeting, The Physical Society of Japan (Gifu)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Tuning of mixed valency in asymmetrically- coordinated rare-earth fullerides2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yoshikane, Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 69th Conference of the Japan Society of Coordination Chemistry (Nagoya)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Superconductivity and quantum magnetism in p-electron systems: a personal ongoing voyage into the unexpected2019

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 407th colloquium of the Solid State Physics Seminars Series, Department of Applied Physics, School of Engineering, Nagoya University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum magnetism in fully-frustrated all-carbon π-electron Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 99th Annual Meeting 2019 of Chemical Society Japan
    • 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] Pressure evolution of Sm valence in (Sm1-xCax)2.75C60 fullerides2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yoshikane, Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 99th Annual Meeting 2019 of Chemical Society Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [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] Some recent progress of our research on all-carbon π-electron systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      2018 π-figuration Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Carbon-based molecular materials as new electronic materials platforms2018

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      International Workshop on New Materials and Crystal Growth
    • 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 Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (GRC), “Conductivity and Magnetism in Molecular Materials”
    • 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] Towards the Assembly of Charged Analogues of Endohedral Metallofullerenes from Bowl-shaped π-Electron Molecular Units2018

    • 著者名/発表者名
      Zhanqiang Xu, Kosmas Prassides
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (GRC), “Conductivity and Magnetism in Molecular Materials”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconductivity and Magnetism in all-Carbon π-electron Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors (M2S-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] Unconventional superconductivity and quantum magnetism in π-electron molecular systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      2018 European Materials Research Society (E-MRS) Fall meeting
    • 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 Molecular Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 8th TOYOTA RIKEN International Workshop on Organic Semiconductors, Conductors, and Electronics
    • 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 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] Emergent electronic phenomena in π-electron molecular systems2017

    • 著者名/発表者名
      K. Prassides
    • 学会等名
      15th International Conference on Advanced Materials (IUMRS-ICAM 2017)
    • 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
  • [図書] Superconductivity: From Materials Science to Practical Applications2019

    • 著者名/発表者名
      P. Mele, K. Prassides, C. Tarantini, A. Palau, P. Badica, A. K. Jha, T. Endo
    • 総ページ数
      379
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Electronic Functional Materials Laboratory

    • URL

      http://mtr1.osakafu-u.ac.jp/prassides-lab/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-01-27  

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