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2005 年度 研究成果報告書概要

一次元導体における異常なゆらぎとその動的性質に対する効果の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15540343
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関奈良女子大学

研究代表者

吉岡 英生  奈良女子大学, 大学院・人間文化研究科, 助教授 (40252225)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
キーワード分子性導体 / カーボンナノチューブ / ナノグラファイトリボン / モット絶縁体 / 電荷秩序 / 朝永-ラティンジャー液体 / 一次元電子系 / 金属絶縁体転移
研究概要

1.実験グループとの共同研究で光電子分光を用いてカーボンナノチューブの電子状態密度を直接観測することにより、10Kから室温までの広い温度範囲でこの物質では朝永-ラティンジャー液体状態が実現していることを示した。ジグザグ型ナノグラファイトリボンのフェルミエネルギー近傍の分散関係は通常の金属とは異なり特異なものであることに着目して、電子相関効果について研究をおこない、基底状態はモット絶縁体となること、またジグザグ線の数が偶数の場合にはスピン励起にギャップが開くが、奇数の場合にはスピンギャップがないことを示した。
2.ナイトシフトや核スピン緩和率の分裂が電荷秩序状態の実験的証拠と考えられているが、充填率1/4の場合にはその主張をサポートする理論的研究が行なわれていなかった。本研究では充填率1/4一次元拡張ハバード模型に対して平均場近似からのゆらぎをRPAで取り込んで純粋な電荷秩序状態におけるナイトシフトと核スピン緩和率を計算し、実際上記の主張が正しいことを示した。さらに、核磁気共鳴の実験から見積もられた電荷不均一性は実際の値よりも大きくなるという結果を得た。
3.極最近、ドナーとアニオンの比が不整合となっている物質群、(MDT-TSF)X_n、(MDT-ST)X_n、(MDT-TS)X_n(Xは一価のアニオンであり、n=0.42-0.45)が合成され、その伝導特性や磁気的な性質が測定されている。結果は以下のとおりである。MDT-TSF塩、MDT-ST塩は常圧で金属的な挙動を示し4Kで超伝導体へ転移するが、これらに比べバンド幅が狭い(MDT-TS)(AuI_2)_<0.441>は、常圧において85Kで抵抗極小を示して絶縁化する。また、X線散乱の実験から、これらの物質群ではドナー分子、アニオン分子ともに、それぞれ異なった周期で規則的に配列していることが観測されている。電子の充填率が格子と不整合であるにもかかわらずなぜ金属絶縁体転移がおこるのかを明らかにするため、不整合格子を有する一次元電子系の基底状態を調べた。その結果、アニオンからのポテンシャルを考慮すると、系は有効的に充填率が1/2となり、絶縁体の基底状態を持つことが見出された。さらに、バンド幅を増加させると基底状態は絶縁体から金属状態へ転移する。この結果は上に述べた物質群の金属絶縁体転移を定性的に説明する。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (21件)

  • [雑誌論文] Knight Shift and Nuclear Spin Relaxation Rate in the Charge-Ordered State of the One-Dimensional Extended Hubbard Model at Quarter Filling2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshioka
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 75

      ページ: 034703

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Incommensurate Mott Insulator in One-Dimensional Electron Systems Close to Quarter Filling2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshida, H.Seo, H.Fukuyama
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74

      ページ: 1922-1925

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Incommensurate Mott Insulator in One-Dimensional Electron Systems Close to Quarter Filling2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshioka, H.Seo, H.Fukuyama
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74

      ページ: 1922-1925

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Charge ordering and Knight shift in one-dimensional electron systems nearly half-filling2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshida, Y.Hashizume
    • 雑誌名

      Journal de Physique IV 114

      ページ: 159-161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Charge ordering and Knight shift in one-dimensional electron systems nearly half-filling2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshioka, H.Hashizume
    • 雑誌名

      Journal de Physique IV 114

      ページ: 159-161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Commensurate-incommensurate transition in a one-dimensional dimerized electron system close to quarter-filling2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshida, M.Tsuchiizu, Y.Suzumura
    • 雑誌名

      Synthetic Metals 133-134

      ページ: 49-50

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Excitations in the charge ordered state of one-dimensional extended Hubbard model at half-filling2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshida, Y.Hashizume
    • 雑誌名

      Synthetic Metals 135-136

      ページ: 551-552

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Tomonaga-Luttinger-liquid behavior in conducting carbon nanotubes with open ends2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshida
    • 雑誌名

      Physica E 18

      ページ: 212-213

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Valence-Band Photoemission Study of Single-Wall Carbon Nanotubes2003

    • 著者名/発表者名
      H.Shiozawa et al., (全16名)
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings 685

      ページ: 139-142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Spin Excitaion in Nano-Graphite Ribbons with Zigzag Edges2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 72

      ページ: 2145-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Direct observation of Tomonaga-Luttinger-liquid state in carbon nanotubes at low temperature2003

    • 著者名/発表者名
      H.Ishii et al., (全15名)
    • 雑誌名

      Nature 426

      ページ: 540-544

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Commensurate-incommensurate transition in a one-dimensional dimerized electron system close to quarter-filling2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshioka, M.Tsuchiizu, Y.Suzumura
    • 雑誌名

      Synthetic Metals 133-134

      ページ: 49-50

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Excitations in the charge ordered state of one-dimensional extended Hubbard model at half-filling2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshioka, H.Hashizume
    • 雑誌名

      Synthetic Metals 135-136

      ページ: 551-552

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Tomonaga-Luttinger-liquid behavior in conducting carbon nanotubes with open ends2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshioka
    • 雑誌名

      Physica E 18

      ページ: 212-213

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Valence-Band Photoemission Study of Single-Wall Carbon Nanotubes2003

    • 著者名/発表者名
      H.Shiozawa et al.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings 685

      ページ: 139-142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Spin Excitaion in Nano-Graphite Ribbons with Zigzag Edges2003

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshioka
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 72

      ページ: 2145-2148

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Direct observation of Tomonaga-Luttinger-liquid state in carbon nanotubes at low temperature2003

    • 著者名/発表者名
      H.Ishii et al.
    • 雑誌名

      Nature 426

      ページ: 540-544

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Theoretical Study on Knight Shift and Nuclear Spin Relaxation Rate in the Charge Ordering State of the ID Quarter-filled Electron System

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshioka
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Theoretical Aspects of Charge Ordering in Molecular onductors

    • 著者名/発表者名
      H.Seo, J.Merino, H.Yoshioka, M.Ogata
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Theoretical Study on Knight Shift and Nuclear Spin Relaxation Rate in the Charge Ordering State of the 1D Quarter-filled Electron System

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshioka
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Theoretical Aspects of Charge Ordering in Molecular Conductors

    • 著者名/発表者名
      H.Seo, J.Merino, H.Yoshioka, M.Ogata
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2007-12-13  

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