スピン自由度を利用した電子相制御

2012 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 分子自由度が拓く新物質科学
• 研究課題/領域番号: 20110004
• 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: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 宇治 進也 独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導物性ユニット, ユニット長 (80344430)
• 研究分担者: 小形 正男 東京大学, 理学系研究科, 教授 (60185501) ; 妹尾 仁嗣 独立行政法人理化学研究所, 古崎物性理論研究室, 専任研究員 (30415054) ; 大島 勇吾 独立行政法人理化学研究所, 加藤分子物性研究室, 専任研究員 (10375107)
• 連携研究者: 山口 尚秀 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノフロンティア材料グループ, 主任研究員 (70399385) ; 鴻池 貴子 東京大学, 物性研究所, 助教 (70447316) ; 大塚 雄一 独立行政法人理化学研究所, 計算科学研究機構・量子系物質科学研究チーム, 研究員 (30390652) ; 伏屋 雄紀 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (00377954) ; 吉岡 英生 奈良女子大学, 大学院・人間文化研究科, 准教授 (40252225) ; 太田 仁 神戸大学, 自然科学系先端融合研究環分子フォトサイエンス研究センター, 教授 (70194173) ; 石原 純夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30292262) ; 求 幸年 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40323274) ; 西尾 豊 東邦大学, 理学部, 教授 (20172629)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 有機伝導体 / 超伝導 / π-d相互作用 / 電子相制御

研究概要

3d 元素等を結晶中に導入することで、大きな磁性を持つ有機導体が多く合成されている。この大きな磁性を担う局在電子(3d 電子)と、伝導を担う有機分子軌道上の電子(π電子)との間に、大きな相互作用(π-d相互作用)を持たせることで、磁場誘起超伝導や巨大磁気抵抗など興味深い物性が発見されてきた。本計画研究では、分子の内部自由度の中で、スピンの自由度を積極的に利用し、π電子相を制御することに成功し、併せて理論的に微視的なπ-d相互作用の起源を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Orbital Effect on FFLO Phase and Energy Dissipation due to Vortex Dynamics in Magnetic-Field-Induced Superconductor λ-(BETS)_2FeCl_4 (2013)
  • 著者名/発表者名: S . Uji, K. Kodama, K.Sugii, T. Terashima, T. Yamaguchi, N. Kurita, S. Tsuchiya, M. Kimata, T. Konoike, A. Kobayashi, B. Zhou, H. Kobayashi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82 ページ: 034715-1-8
  • DOI: DOI: 10.7566/JPSJ.82.034715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluctuating Superconductivity in the Strongly Correlated Organic Superconductor κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br (2013)
  • 著者名/発表者名: S . Tsuchiya, J. Yamada, T. Terashima, N. Kurita, K. Kodama, K. Sugii, and S. Uji
  • 雑誌名: J. Phys.Soc. Jpn. 巻: 82 ページ: 064711-1-5
  • DOI: DOI: 10.7566/JPSJ.82.064711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic States of Single-Component Molecular Conductors [M(tmdt)_2] (2013)
  • 著者名/発表者名: H . Seo, S. Ishibashi, Y. Otsuka, H. Fukuyama, and K. Terakura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 ページ: 054711-1-11
  • DOI: DOI: 10.7566/JPSJ.82.054711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning the magnetic dimensionality by charge ordering in the molecular TMTTF salts (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshimi, H. Seo, S. Ishibashi, and S. E. Brown
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 108 ページ: 096402-1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.108.096402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Breakdown of the Field-Induced Superconductivity by Dynamical Spin Reversal (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Oshima, H. Nojiri, S. Uji, J. S. Brooks, T. Tokumoto, H.-B. Cui, R. Kato, A. Kobayashi, and H. Kobayashi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 024525-1-7
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.86.024525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of mechanism of π-d interaction in iron-phthalocyanine (2012)
  • 著者名/発表者名: H . Matsuura, M. Ogata, K. Miyake, and H. Fukuyama
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 ページ: 104705-1-8
  • DOI: DOI: 10.1143/JPSJ.81.104705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density-of-State Oscillation of Quasiparticle Excitation in the Spin Density Wave Phase of (TMTSF)_2ClO_4 (2010)
  • 著者名/発表者名: S . Uji, M. Kimata, S. Moriyama, J. Yamada, D. Graf, and J. S. Brooks
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 105 ページ: 267201-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.105.267201
  • 査読あり
• [学会発表] スピン液体の理論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小形正男
  • 学会等名: 日本物理学会チュートリアル講演
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] FFLO phase in magnetic-field-induced superconductivity of λ-(BETS)_2FeCl_4 (2012)
  • 著者名/発表者名: S . Uji
  • 学会等名: The 10th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M^2S-X)
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 20120729-0803
• [学会発表] Metal-Insulator Transition Mechanism in pi-d correlated molecular conductors (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Oshima
  • 学会等名: Workshop on the Development of Functionalized Molecule-based Magnetic Materials
  • 発表場所: Sendai (Japan)
  • 年月日: 20110912-13
• [学会発表] 分子性導体の電荷秩序と誘電性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 妹尾仁嗣
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会企画講演
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-21
• [図書] "分子性導体における電荷・スピン・格子結合現象の理論的研究"、動的構造解析技術と非平衡物質開発の最前線、腰原伸也監修 (2009)
  • 著者名/発表者名: 妹尾仁嗣
  • 総ページ数: 174-184
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.mdf.t.u-tokyo.ac.jp/index.html