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2007 年度 実績報告書

高圧下強磁場電子スピン共鳴と磁気光学測定によるナローギャップ有機半導体の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18028017
研究機関神戸大学

研究代表者

太田 仁  神戸大学, 自然科学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)

研究分担者 櫻井 敬博  神戸大学, 研究基盤センター, 助教 (60379477)
キーワードゼロギャップ半導体 / 磁気光学測定 / 高圧 / 強磁場 / ディラックコーン
研究概要

我々が開発した圧力セルの特徴は,セル本体にNiCrAlを使用し,ピストンに電磁波の透過が可能で強度があるジルコニアを採用することによって1.1GPaの圧力発生が可能となった。この圧力セルを用いて高圧下磁気光学測定をおこなった。最終的なねらいはα-(BEDT-TTF)_2l_3であるが,この系はゼロギャップ状態にするのに1GPa以上の圧力をようするので,同様に0.5GPa付近の圧力下でゼロギャップ状態になると考えられているα-(BETS)_2l_3で磁気光学測定を試みた。通常のサイクロトロン共鳴は周波数と磁場が比例する依存性を示すが,Dirac cone型のバンド構造では非線形な依存性が期待される。したがって,周波数と磁場の関係が非線形なサイクロトロン共鳴の依存性が観測されれば,Dirac cone型のバンド構造の存在を実験的に検証することが可能となる。昨年度は,モザイク的にα-(BETS)_2l_3単結晶を並べ,試料間を通過する時に電磁波が試料と相互作用することを期待したが,圧力セルの内径が3mmと小さいため有効な相互作用がえられず,サイクロトロン共鳴は観測されなかった。そこで,本年度はα-(BETS)_2l_3単結晶を紙やすりで削ることにより厚さの薄い試料を作成して,電磁波が透過可能な状況を実現してサイクロトロン共鳴の観測を試みた。試料の厚さを0.1mmにちかづけたが,圧力下でサイクロトロン共鳴は観測されなかった。この原因を検討した結果,以下のような可能性が考えられる。100GHzから360GHzの領域で観測を試みたが,まだ試料を電磁波が透過するには厚すぎる可能性。また,最近の磁場下の電気伝導測定の解析から,α-(BETS)_2l_3のフェルミ速度が当初の予想の10_4m/sより大きいため,サイクロトロン共鳴をTHz領域で観測しなければいけない可能性。今後,より薄い試料を準備して,もっと高い周波数で観測を試みる計画である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Low-temperature Fermi surface of the organic conductor β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)_(1-x)(F1-TCNQ)_x(x=0,0.05)from magnetooptical measurements2007

    • 著者名/発表者名
      M. Kimata
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 75

      ページ: 045126-1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of high-pressure, high-field and multifrequency electron spin resonance system2007

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Inst. 第78巻

      ページ: 065107-1-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 高圧下強磁場ESR測定装置の開発とその応用展開2007

    • 著者名/発表者名
      太田 仁
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-23

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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