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Emergent electronic phenomena in 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 18H04303
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
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) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワードrare earths / mixed valence / fullerides / Kondo insulators / high pressure / synchrotron X-rays / 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 focused 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 such as Sm or Eu 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 element-specific spectroscopic techniques at ambient and elevated pressures the occurrence of valence transitions accompanied by insulator-to-metal transitions arising from the simultaneous presence of the electronically-active C60 sublattice. We developed robust routes to isolate and structurally and electronically characterize at both ambient and elevated pressures the ternary systems, (Sm1-xMx)2.75C60 (M = Ca, Eu; 0 <= x <= 1) in which the Sm valence change is quasi-continuously controlled chemically by either the valence-precise Ca2+ ion or the mixed valent Eu2+/3+ ion. This has led to families of mixed valence materials with chemically and physically quasi-continuously tunable valence transitions opening up the possibility of unveiling a new type of quantum criticality caused by critical valence fluctuations.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 12件、 招待講演 12件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Liverpool(英国)

    • 関連する報告書
      2019 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
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Jozef Stefan Institute Ljubljana(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] HPSTAR Beijing(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [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
  • [雑誌論文] Chemical tuning of samarium valence in mixed valence (Sm1-Ca )2.75C60 fullerides2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshikane Naoya、Nakagawa Takeshi、Matsui Keisuke、Yamaoka Hitoshi、Hiraoka Nozomu、Ishii Hirofumi、Arvanitidis John、Prassides Kosmas
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids

      巻: 150 ページ: 109822-109822

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2020.109822

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-pressure Raman study of the alkaline-earth metal fulleride, Ca2.75C602020

    • 著者名/発表者名
      Terzidou A. G. V.、Nakagawa T.、Yoshikane N.、Rountou R.、Rix J.、Karabinaki O.、Christofilos D.、Arvanitidis J.、Prassides K.
    • 雑誌名

      Modern Physics Letters B

      巻: 34 号: 19n20 ページ: 2040056-2040056

    • DOI

      10.1142/s0217984920400564

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pressure-induced valence transition in the mixed-valence (Sm1/3Ca2/3)2.75C60 fulleride2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshikane Naoya、Matsui Keisuke、Nakagawa Takeshi、Terzidou Anastasia G. V.、Takabayashi Yasuhiro、Yamaoka Hitoshi、Hiraoka Nozomu、Ishii Hirofumi、Arvanitidis John、Prassides Kosmas
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 4 号: 12 ページ: 3521-3528

    • DOI

      10.1039/d0qm00707b

    • 関連する報告書
      2019 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] Crystal Structure and Stoichiometric Composition of Potassium-Intercalated Tetracene2020

    • 著者名/発表者名
      Hiley Craig I.、Inglis Kenneth K.、Zanella Marco、Zhang Jiliang、Manning Troy D.、Dyer Matthew S.、Knaflic Tilen、Arcon Denis、Blanc Frederic、Prassides Kosmas、Rosseinsky Matthew J.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 59 号: 17 ページ: 12545-12551

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c01635

    • 関連する報告書
      2019 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] 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] 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
      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] 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
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Chemical tuning of samarium valence in mixed valence (Sm1-xCax)2.75C60 fullerides2020

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yoshikane, Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 2020 Autumn Meeting, The Physical Society of Japan (online)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Rare-earth valence responses to pressure in ternary rare-earth fullerides Sm2.75-xEuxC602020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Matsui, Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 2020 Autumn Meeting, The Physical Society of Japan (online)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Chemical tuning of samarium valence in mixed valence (Sm1-xCax)2.75C60 Fullerides2020

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yoshikane, Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 70th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry (online)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [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
      The 99th Annual Meeting 2019 of Chemical Society Japan
    • 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] 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 Checmical Society Japan
    • 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] 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
      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 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
      2018 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
      2018 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
      2018 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
      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 Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kosmas Prassides
    • 学会等名
      The 8th TOYOTA RIKEN International Workshop on Organic Semiconductors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 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
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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