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2019 年度 実績報告書

多角的熱測定による分子ダイマー型Mott絶縁体における電荷秩序・電荷揺らぎの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K05447
研究機関大阪大学

研究代表者

山下 智史  大阪大学, 理学研究科, 助教 (40587466)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2020-03-31
キーワード電荷秩序 / 分子性導体 / 強相関 / 誘電測定
研究実績の概要

本研究では、Pd(dmit)2系などスピン液体に隣接する電荷秩序状態に着目し、混晶体の熱容量測定と磁化率を比較し、本系の電荷秩序転移が本質的に高次相転移の性質を有しており、顕著な格子変位を狭い温度領域で示す典型的な電荷秩序転移と異なる挙動を示すことを明らかにしてきた。また、前年度までに典型的な一次の相転移挙動を示す電荷秩序物質θ-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4(RbZn塩)の電荷秩序転移を電場制御によって抑制し、電荷ガラスを実現する手法を提案した。研究の最終年度にあたる本年度は、電荷秩序転移の抑制、すなわち電荷ガラスが実現可能な電場条件を探索した。RbZn塩の室温における誘電特性を調べた結果、5 V/mm以上の高電圧条件かつ低周波領域において非線形伝導特性が得られた。非線形伝導特性は周波数の増加とともに抑制される傾向にある。しかし、非線形伝導特性が顕著であるにも関わらず10 Hz前後の低周波数の交流電場では電荷秩序は抑制されなかった。一方、Pd(dmit)2系では、電荷秩序の抑制や電荷ガラスの実現が可能な交流電場条件は確認できなかった。この結果は、RbZn塩を含むθ型のBEDT-TTF塩において急冷により電荷秩序抑制が観測されるがPd(dmit)2系などでは同様の現象が報告されていないことと矛盾しない。これらの結果を踏まえると、Pd(dmit)2系では電荷秩序転移のためのポテンシャルバリアが非常に低く、本質的に電荷ガラスが実現しないことが考えられる。この事実は、熱容量測定によって得られた高次相転移的な性質を支持する結果である。前年度までに得られた、低温におけるスピン液体と電荷秩序状態のコンタミ状態の励起構造と併せて考慮した場合、本系の電荷秩序転移の駆動力は集団的な相転移現象の性質よりは、分子軌道など個々の分子の特性が反映された可能性が高いと考えられる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Phonon Glass Induced by Electron Correlation2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Nomoto, Satoshi Yamashita, Hiroki Akutsu, Yasuhiro Nakazawa, Alexander Krivchikov
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 88 ページ: 073601/1-4

    • DOI

      10.7566/JPSJ.88.073601

    • 査読あり
  • [学会発表] 分子性導体における電荷ガラス状態の電場制御2019

    • 著者名/発表者名
      山下智史,野本哲也,圷 広樹,中澤康浩
    • 学会等名
      第 55 回熱測定討論会
  • [学会発表] Thermodynamic Investigation on the Excitation Structure of the Organic Quantum Spin Liquid System2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamashita
    • 学会等名
      The Seventh International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Material
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 阪大化学熱学レポート No.40

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/micro/report/rctes/2019/index.html.ja

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公開日: 2021-01-27  

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