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2000 年度 研究成果報告書概要

圧力で制御される有機ナロウギャップ半導体

研究課題

研究課題/領域番号 10304031
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関東邦大学

研究代表者

梶田 晃示  東邦大学, 理学部, 教授 (50011739)

研究分担者 田村 雅史  理化学研究所, 先任研究員 (00231423)
西尾 豊  東邦大学, 理学部, 助教授 (20172629)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
キーワード有機伝導体 / 電流磁気効果 / ホール効果 / ナロウギャップ半導体 / 圧力効果 / 一軸性圧縮
研究概要

有機伝導体の中にほとんど温度依存性のない電気伝導性を示す物質が数多く存在する。温度変化しない電気伝導性は一般に結晶が不純であることを示すと考えられているが、本研究の結果、有機伝導体の中には、非常に純粋であるにもかかわらず、電気伝導度が温度変化しない物質群があることが明らかになった。それらの物質では、電気伝導担体の濃度は非常に大きな温度変化をする(物質によっては、室温と1Kの間で6桁に及ぶ濃度の減少がおこる)。ところが一方で担体の移動度が温度低下と共に急激に上昇するために、二つの効果が互いに相殺して、温度依存性の無い電気伝導性を示すのである。相殺の程度は高く、室温と1Kの間で電気抵抗は1桁以下の変化しかしない。低温における担体濃度の解析から、これらの物質は非常に狭いエネルギーギャップを持った半導体であることが明らかになった。
以上述べたような性質を持った電気伝導体は有機物、無機物を問わず始めて発見されたもので、新しい型の伝導体が出現したと言える。現在の所、α-(BEDT-TTF)_2I_3、α-(BEDT-TSeF)_2I_3、θ-(BEDT-TTF)_2I_3、α-(BEDT-STF)_2I_3などがこの型に属する。ただし全て高圧力下に置かれた場合である。
以上の物質では低温に於いて、電気伝導性が磁場に非常に強く依存することが発見された。たとえば、α-(BEDT-TTF)_2I_3の場合、磁場中の伝導担体の性質は少なくとも3段階の変化をする。第一は、ゼロ、ないし非常に弱い磁場中の状態である。この時、担体は自由電子の0.02倍程度の質量を持つ。第二は温度にも依存するが、1T程度の磁場中の状態。この時、担体は自由電子と同程度の質量を持つように振る舞う。第三は10T以上の高磁場中での状態で、この場合、担体は非常に大きな質量を持つように思われる。この、3段階の変化に応じて、物質中の担体濃度も3段階の変化をすることも明らかになった。

  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] 森初果: "New Organic Conduction Containing Mapretic I on of Cu (II) α^n-(BEDT-TTF)_2Cu(SCN)_4"Chemistry Letters. 505-506 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 梶田晃示: "an ulthe Narrow gap Organic Semiconduction in the Magnetic Field"Proc.4th Int.Symprosium on aduanced Physical Field. 79-81 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 田嶋尚也: "anomalous Magnetic transfors of a Highly Medical Electron Sptem in α-(BEDT-TTF)_2I_3"Synthetic Metals. 103. 1960-1960 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 田嶋尚也: "Finding of a New Organic Semiconductor with an Extremely Narow Gap"Synthetie Metals. 103. 1958-1959 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 西尾豊: "Specific Heat and Metal-Ineulator Transition of (BEDT-TTF)_2MZ_n(SCN)_4(M=Cs,Rb)"Synthetic Metals. 103. 1907-1908 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 大島勇吾: "Cyclotron Reseonance Study of θ-(BEDT-TTF)_2I_3"Synthetic Metals. 103. 1919-1920 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 塩見大輔: "Possible super-high-spin cluster in the anptal of a Nauel Nitroxide Radicals as Studied by FT Palsied ESR"Mol.Cupt.and Liq.Cryst.. 335. 359-369 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 田嶋尚也: "Transport Property of an Organic Conductor α-(BEDT-TTF)_2I_3 under High Pressure-Discovery of a Novel type-"J.Phys.Sac.Jpn.. 69. 543-551 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 森初果: "Uiscontinaous Change of metal-Insulator Transition of the alluyed θ-System : θ-(BEDT-TTF)_2(C_<xy>Rb_<1-x>)Zn(SCN)_4"J.Phys.Sac.Jpn.. 69. 1751-1756 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 西尾豊: "Thermal study of (DME-DCNQI)_2Cu System-Mechanism of Reentrant Metal-insulator Transition"J.Phys.Sca.Jpn.. 69. 1414-1422 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 森初果: "Bandwidth and Band Fidling Contral in Organic Conductars"Synthetic Metals. (印刷中).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 西尾豊: "Anomalons Specific Heart of (DEe-DCNQI-d_2[1,1;0]_<1-x>d_4[2,2;0])_2Cu-System"Synthetic Metals. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 笠原茂: "Hynamical Behavious of Vartices in a Layord Supereonductor-K-(BEDT-TTF)_2Ca(NCS)_2"Synthetic Metals. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 田嶋尚也: "Transport property of α-(BEDT-TTF)_2I_3 under high Pressure-Ultra Narrow Gap Semiconductor-"Synthetic Metals. (印刷中).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 西尾豊: "DCNQI系リエントラント金属-絶縁体の熱的研究"熱測定. 25. 154-161 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] M.Mori: "New Organic Conductor containing Magnetic Ion of Cu(II) ; α"-(BEDT-TTF)_2KCu(SCN)_4"Chemistry Letters. 505-506 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K.Kajita: "An Ultra Narrow gap Organic Semiconductor in the Magnetic field."Proc.4th Int.symposium on advanced physical field. 79-81 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] N.Tajima: "Anomalous Magnetotransport of a Highly Mobile electron system in α-(BEDT-TTF)_2I_3"Synhtetic Metals. 103. 1960 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] N.Tajima: "Finding of a New Organic Semiconductor with an Extremely Narrow Gap"Synthetic Metals. 103. 1958-1959 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.Nishio: "Specific Heat and Metal-Insulator Transition of (BEDT-TTF)_2MZn(SCN)_4 (M=Cs, Rb)"Synthetic Metals. 103. 1907-1908 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.Oshima: "Cyclotron resonance study of θ-(BEDT-TTF)_2I_3"Synthetic Metals. 103. 1919-1920 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] D.Shiomi: "Possible superhigh-Spin Cluster in the Crystal of a Novel Nitronyl Nitroxide Radical as studied by FT Pulsed ESR"Mol.Cryst. and Liq.Cryst. 335. 359-369 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] N.Tajima: "Transport Property of an Organic Conductor α-(BEDT-TTF)_2I_3 under High Pressure-Discovery of a Novel type of Conductor-"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 543-551 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H.Mori: "Discontinuous Change of Metal-Insulator Transition of the Alloyed θ-System : θ-(BEDT-TTF)_2(Cs_xRb_<1-x>)Zn(SCN)_4"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1751-1756 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.Nishio: "Thermal Study of (DMe-DCNQI)_2Cu system-Mechanism of Reentrant Metal-Insulator Transition-."J.Phys soc.Jpn.. 69. 1414-1422 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H.Mori: "Bandwidth and band filling control in Organic conductors"Syntnetic Metals. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.Nishio: "Anomalous specific heat of (DMe-DCNQI-d_2 [1,1 ; 0] _<1-x>d_4 [2,2 ; 0] _x)_2Cu-system"Synthetic Metals. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S.Kasahata: "Dynamical behavior of vortices in a layered superconductor κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2"Synthetic Metals. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] N.Tajima: "Transport property of α-(BEDT TTF)_2I_3 under high pressure ultra narrow gap semiconductor"Synthetic Metal. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Tamura: "π-f composite metals"Synthetic Metals. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.Nishio: "Thermomechanical Study of Metal-Insulator Transition of DCNQI-System (in Japanese)"Netusokutei. 25. 154-1161 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2002-03-26  

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