電子機能物質における自己組織化の解明と応用

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16GS0219
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 加藤 礼三 独立行政法人理化学研究所, 加藤分子物性研究室, 主任研究員 (80169531)
• 研究分担者: 古崎 昭 独立行政法人理化学研究所, 古崎物性理論研究室, 主任研究員 (10238678) ; 塚越 一仁 独立行政法人理化学研究所, 分子システムエレクトロニクス研究ユニット, ユニットリーダー (50322665) ; 辛 埴 国立大学法人東京大学, 物性研究所, 教授 (00162785) ; 高木 英典 国立大学法人東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40187935) ; 桃井 勉 独立行政法人理化学研究所, 古崎物性理論研究室, 先任研究員 (80292499)
• キーワード: 電子機能物質 / 自己組織化 / 分子性導体 / 遷移金属酸化物 / 強相関電子系 / 光電子分光 / 電荷密度波 / フラストレーション

研究概要

辛、高木グループの共同で、無機超伝導体YNi2B2cの超高分解能角度分解光電子を行い、超伝導ギャップがネスティングベクトル付近で、最小になっていることを発見した。また、辛、加藤グループの共同で、分子性金属(ET)_3Br(pBIB)の角度分解光電子分光を行い、二次元有機物では世界で初めて、角度分解光電子分光を行うことに成功した。得られた結果はバンド計算とほぼ一致していることが分かり、有機物においてバンド計算と光電子分光による物質設計の可能性を示した。
ディラックコーン型状態密度を有する電気伝導体の低次元伝導を探索して制御することを目的として、超薄膜グラファイトの電気伝導を検証するための微細加工技術の基礎を構築した。超薄膜と基板および電極との界面について追求した。超伝導電極を超薄膜グラファイトに接続し、超伝導近接効果の検出に成功した。また、有機伝導体α-(ET)_2I_3が、薄膜ではなく単結晶としてディラックコーン型状態密度を有する最初の物質であることを実験的に示すことに成功した。
高温超伝導体の超伝導ギャップの系統的評価に成功し、転移温度決定要因を抽出した。また、異常原子価Ru5価を有する新規化合物Ru_2Hg_2O_7において、金属絶縁体転移を見いだした。低温絶縁体相では幾何学的フラストレーションの解消の結果として生じるスピンの自己組織化(スピン対)形成が生じていること見いだした。これは分子結晶と無機酸化物がフラストレーションの下に示す普遍的な振舞いである。
フラストレーションの強い磁性体における秩序形成を理論的に研究した。(CuCl)LaNb_2O_7等の強磁性揺らぎの強い系では、ネマティック秩序や8重極秩序を持つ量子スピン液体相が強磁性相に隣接して現れることを見いだした。また、スピネル酸化物A1V_2O_4における7量体形成による磁気フラストレーション解消のメカニズムを明らかにした。量子細線で実現する低電子密度の一次元電子系におけるトンネル状態密度のゼロ・バイアス異常を計算した。

研究成果

• [雑誌論文] Finite-temperature phase transitions i quasi-one-dimensional molecular conductors (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Seo
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76 ページ: 013707(4)
• [雑誌論文] Antiferromagnetic Ising model on inverse perovskite lattice (2007)
  • 著者名/発表者名: D.Tahara
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76 ページ: 013708(4)
• [雑誌論文] Asymmetric zero-bias anmaly for strongly interacting electrons in one dimension (2007)
  • 著者名/発表者名: K.A.Matveev
  • 雑誌名: Physical Review Letters 98(in press)
• [雑誌論文] The first methyl antimony linked dimeric tetrathiafulvalene and tetraselenafulvalenes (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Ashizawa
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 47・50 ページ: 8937-8941
• [雑誌論文] Nano-size molecular conductors on silicon substate -toward device integration of conductive CT salts- (2006)
  • 著者名/発表者名: H.M.Yamamoto
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 142・3/4 ページ: 215-220
• [雑誌論文] Role of frustration in quasi 1D conductor -charge ordering and/or CDW in (R_1,R_2-DCNQI)_2M(M=Ag,Li,Cu)system- (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Sawa
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 142・3/4 ページ: 355-360
• [雑誌論文] Two electrically different molecular conductors based on unsymmetrical Au(III)-dithiolene complexes with similar crystal structures (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Kubo
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 142・3/4 ページ: 413-416
• [雑誌論文] Development of the first methyl antimony bridged tetrachalcogenafulvalene systems (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Ashizawa
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 142・3/4 ページ: 449-452
• [雑誌論文] An interlayer magnetoresistance peak effect below the superconducting transition temperature in Et_2Me_2P[Pd(dmit)_2]_2 (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Ishii
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 142・3/4 ページ: 511-514
• [雑誌論文] Anomalous sign change in hall coefficient of K-(BEDT-TIF)_2Cu[N(CN)_2]Br under pressure (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Katayama
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 142・3/4 ページ: 515-518
• [雑誌論文] High-pressure study of a doped-type organic superconductor,K-(BEDT-TTF)_4Hg_<2.89>Br_8 (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Okuhata
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 142・3/4 ページ: 547-550
• [雑誌論文] Electron spin dynamics in (DMe-DCNQI)_2M(M=Li_1-XCU_X(X<0.14),Ag) (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Hiraoka
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 142・3/4 ページ: 617-620
• [雑誌論文] DMe-DCNQI molecule in (DMe-DCNQI)_2M,M=Li,Ag and Cu (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Mizoguchi
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 142・3/4 ページ: 625-628
• [雑誌論文] Preparation and characterization of conducting trimetallic nickel-dithiolene complexes with bridging tetrathiooxalate ligands (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Kubo
  • 雑誌名: Jouranal of American Chemical Society 128・38 ページ: 12358-12359
• [雑誌論文] Frustration-induces valence-bond ordering in a new quantum triangular antiferromagnet based on [Pd(Dmit)_2] (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Tamura
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 75・9 ページ: 093701(4)
• [雑誌論文] Two pressure-induced superconducting anion radical salts exhibiting different spin states at ambient pressure (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Kato
  • 雑誌名: Jouranal of the American Chemical Society 128・31 ページ: 10016-10017
• [雑誌論文] Multicomponent molecular conductors with supramolecular assemblies prepared from neutral iodine-bearing pBIB(p-bis(iodoethynyl)benzene)and derivatives (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Kosaka
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 79・7 ページ: 1148-1154
• [雑誌論文] Infrared and Raman studies of the charge-ordering phase transition at ~170 K in the quarter-filled organic conductor,β"-(ET)(TCNQ) (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Uruichi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 75・7 ページ: 074720(10)
• [雑誌論文] Magnetic order and charge separation in 2D distorted triangular lattice systems β'-X[Pd(dmit)_2]_2 (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Ohira
  • 雑誌名: Physica B 374-375 ページ: 122-125
• [雑誌論文] Out-of-plane resistance of quasi-two dimensional metal (BEDT-TTF)_3CI(DFBIB)in transverse magnetic fields (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Jindo
  • 雑誌名: Jouranal of the Physical Society of Japan 75・1 ページ: 013705(5)
• [雑誌論文] Direct formation of micro-/nanocrystalline 2,5-Dimethyl-N,N'-dicyanoquinonediimine complexes on Si0_2/Si substrates and multiprobe measurement of conduction properties (2006)
  • 著者名/発表者名: H.M.Yamamoto
  • 雑誌名: Jouranal of the American Chemical Society 128・3 ページ: 700-701
• [雑誌論文] Direct observation of site-specific valence electronic structure at the SiO_2/Si interface (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamashita
  • 雑誌名: Physical Review B 73 ページ: 045336(4)
• [雑誌論文] Heavy-fermion-like state in a transition metal oxide LiV_2O?4 mingle crystal : indication of kondo resonance in the photoemission spectrum (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Shimoyamada
  • 雑誌名: Physical Review Letters 96 ページ: 026403(4)
• [雑誌論文] Bulk-and surface-sensitive high-resolution photoemission study of two mott-hubbard systems : SrVO_3 and CaVO_3 (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Eguchi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 96 ページ: 076402(4)
• [雑誌論文] Effects of interface roughness on the local valence electronic structure at the SiO_2/Si interface : soft x-ray absorption (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamashita
  • 雑誌名: Journal de Physique IV France 132 ページ: 259-262
• [雑誌論文] Direct observation of site-specific valence electronic structure at SiO_2/Si(III) interface (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamashita
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 4 ページ: 280-284
• [雑誌論文] High performance slit-less spectrometer for soft x-ray emission spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Tokushima
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 77 ページ: 063107(5)
• [雑誌論文] Superconducting gap of filled skutterudite superconductor LaRu_4P_<12> studied by sub-meV resolution photoemission spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Tsuda
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society pf Japan 75 ページ: 064711(3)
• [雑誌論文] Bulk band structure and fermi surface of nickel : a soft x-ray angle-resolved photoemission study (2006)
  • 著者名/発表者名: N.Kamakura
  • 雑誌名: Physical Review B 74 ページ: 045127(9)
• [雑誌論文] Low-energy charge-density excitaions in MgB_2 : striking interplay between single-particle and collective behavior for large momenta (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Q.Cai
  • 雑誌名: Physical Review Letters 97 ページ: 176402(4)
• [雑誌論文] Electronic structure of DNA nucleobases and their dinucleotides explored by soft x-ray spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Harada
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry A 110 ページ: 13227-13231
• [雑誌論文] Angle-resolved photoemission study of the cobalt oxide superconductor Na_XCoO_2・yH_2O : observation of the fermi surface (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Shimojima
  • 雑誌名: Physical Review Letters 97 ページ: 267003(4)
• [雑誌論文] Development of a scanning tunneling microscope for in situ experiments with a synchrotron radiation hard x-ray microbeam (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Saito
  • 雑誌名: Journal of Synchrotron Radiation 13 ページ: 216-220
• [雑誌論文] Valence-band structure of CuIr_2S_4 studied by photoemission and S L X-ray emission spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Kitamoto
  • 雑誌名: Physica B 378-380 ページ: 561-562
• [雑誌論文] Resonant inelastic x-ray scattering of EuNi_2(Si_<1-x>Ge_x)_2 and Eu_2O_3 at Eu L_3 absorption edge (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaoka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 75 ページ: 034702(9)
• [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy combined with hard x-ray microbeam of high brilliance from synchrotron radiation source (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Saito
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 45 ページ: 1913-1916
• [雑誌論文] Laser-excited ultrahigh-resolution photoemission spectroscopy of superconducting Na_<0.35>CoO_2・1.3H_2O (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Shimojima
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 67 ページ: 282-285
• [雑誌論文] Electronic structure of stained (La_<0.85>Ba_<0.15>)MnO_3 thin films with room-temperature ferromagnetism investigated by hard x-ray photoemission spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review B 73 ページ: 094403(6)
• [雑誌論文] Laser-excited ultrahigh-resolution photoemission study of anisotropic s-wave superconductor YNi_2NB_2C (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Baba
  • 雑誌名: Physica B 378-380 ページ: 469-470
• [雑誌論文] Laser-excited ultrahigh-resolution photoemission spectroscopy of borocarbide superconductor RNi_2B_2C(R=Y and Er) (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Baba
  • 雑誌名: Physica C 445-448 ページ: 46-49
• [雑誌論文] Interface modification of a pentacene field-effect transistor with a submicron channel (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Tsukagoshi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 89・11 ページ: 113507(3)
• [雑誌論文] ナノスケール物質電気伝導検索のためのナノギャップ電極作製と応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 塚堀一仁
  • 雑誌名: 応用物理 75・3 ページ: 332-337
• [雑誌論文] トップコンタクト短チャネル有機薄膜トランジスタ (2006)
  • 著者名/発表者名: 塚堀一仁
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術 OME2006-112 ページ: 23-27
• [雑誌論文] Development of high-field STM and its application to the study on magnetically-tuned criticality in Sr_3Ru_2O_7 (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Hanaguri
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 51 ページ: 514-521
• [雑誌論文] Interplay between superconductivity and ferromagnetism in epitaxial Nb(110)/Au(111)/Fe(110) trilayers (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Yamazaki
  • 雑誌名: Physical Review B 73 ページ: 094507(7)
• [雑誌論文] Octupolar order in the multiple spin exchange model on a triangular lattice (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Momoi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 97 ページ: 257204(4)
• [雑誌論文] Spin singlet state in heptamers emerging in spinel oxide AlV_2O_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuda
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 75 ページ: 124716(7)
• [雑誌論文] Monte Carlo study of half-magnetization plateau and magnetic phase diagram in pyrochlore antiferromagnetic Heisenberg model (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Motome
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 300 ページ: 57-61
• [雑誌論文] Half-magnetization plateaux in Cr spinels (2006)
  • 著者名/発表者名: N.Shannon
  • 雑誌名: Journal of Physics : COnference Series 51 ページ: 31-38
• [雑誌論文] High-field magnetization study of the heavy fermion oxide LiV_2O_4
  • 著者名/発表者名: S.Niitaka
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials (in press)
• [雑誌論文] Proximity effects in superconductor/normal-metal/ferromagnet trilayers
  • 著者名/発表者名: H.Yamazaki
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials (in press)
• [雑誌論文] Magnetic properties of single crystal of cobalt spinel GeCo_2O_4
  • 著者名/発表者名: T.Hoshi
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials (in press)
• [雑誌論文] Nematic order in square lattice frustrated ferromagnets
  • 著者名/発表者名: P.Sindzingre
  • 雑誌名: Physica C (in press)