分子性低次元導体の光誘起相転移動力学の理論

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19540381
• 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: 分子科学研究所
• 研究代表者: 米満 賢治 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 准教授 (60270823)
• 連携研究者: 田中 康寛 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 助教 (50541801) ; 山下 靖文 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 助教 (50390646)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 分子性固体 / 有機導体 / 光誘起相転移 / 電荷秩序 / 絶縁体金属転移

研究概要

物質に光を照射して伝導性、誘電性、磁性を超高速に変える仕組みを理論的に明らかにした。絶縁体の中で凍結した電子に光をあてて融解し動きやすくなる変化を記述し、最新の実験を説明した。電子間の相互作用が強すぎて、今まで見えなかった分子振動や格子振動の役割を指摘した。さらに、絶縁体に十分大きな電圧を加えて電気が流れだすときの電子状態の変化と輸送特性を自己無撞着に計算する方法を提案した。絶縁機構によって異なる整流特性や、サイズによって異なる絶縁破壊機構を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Frustration and Lattice Effects on Photo-induced Melting of Charge Orders in Quasi-Two-Dimensional Organic Conductors (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu, S.Miyashita, Y.Tanaka
  • 雑誌名: Physica B 405 ページ: S369-S372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of I-V Characteristics for Two-Dimensional Charge-Ordered Electron Systems at Quarter Filling (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: Physica B 405 ページ: S211-S213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Dynamics in the One-Dimensional Two-Orbital Degenerate Hubbard Model (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Maeshima, K.Yonemitsu, K.Hino
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 200 ページ: 012109(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early-Stage Dynamics of Light-Matter Interaction Leading to the Insulator-to-Metal Transition in a Charge-Ordered Organic Crystal (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawakami, T.Fukatsu, Y.Sakurai, H.Unno, H.Itoh, S.Iwai, T.Sasaki, K.Yamamoto, K.Yakushi, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 105 ページ: 246402(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Coherent Oscillations in the One-Dimensional Two-Orbital Hubbard Model (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Maeshima, K.Hino, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 82 ページ: 161105(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge, Lattice, and Spin Dynamics in Photoinduced Phase Transitions from Charge-Ordered Insulator to Metal in Quasi-Two-Dimensional Organic Conductors (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita, Y.Tanaka, S.Iwai, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 79 ページ: 034708(9)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth Dynamics of Photoinduced Domains in Two-Dimensional Charge-Ordered Conductors Depending on Stabilization Mechanisms (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 79 ページ: 024712(8)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Electron-Lattice Couplings on Charge Order in Quasi-Two-Dimensional Organic Conductors (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 150 ページ: 042204(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mott Insulating State in a Quarter-Filled Two-Orbital Hubbard Chain with Different Bandwidths (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita, Y.Yamashita, K.Yonemitsu, A.Koga, N.Kawakami
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 150 ページ: 042128(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Melting of Charge Order in Quasi-Two-Dimensional Organic Conductors (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 148 ページ: 012063(3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Melting and Charge Order in Quarter-Filled Organic Conductors : Itinerant Electron Systems with Competing Interactions (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu, N.Maeshima, Y.Tanaka, S.Miyashita
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 148 ページ: 012054(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Spin Fluctuations, Charge Fluctuations and Lattice Distortions on Charge Orders in θ- and α-Type BEDT-TTF Salts (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 148 ページ: 012006(3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photogenerated Polaronic State in a One-Dimensional Dimerized Mott Insulator K-TCNQ (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Maeshima, K.Yonemitsu, K.Hino
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 148 ページ: 012005(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy Transfer to Phonons after Photoexcitation in One-Dimensional Correlated Electron- Phonon Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu, N.Maeshima
  • 雑誌名: Phys.Stat.Sol.(c) 6 ページ: 240-243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonequilibrium Green's-Function Approach to the Suppression of Rectification at Metal-Mott-Insulator Interfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78 ページ: 054705(8)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coupling-Dependent Rates of Energy Transfers from Photoexcited Mott Insulators to Lattice Vibrations (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu, N.Maeshima
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 79 ページ: 125118(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified Barrett Formula near the Neutral-Ionic Quantum Phase Transition (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamashita, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 132 ページ: 012019(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Coherent Dynamics near a Transition between Neutral Quantum-Paraelectric and Ionic Ferroelectric Phases in the Quantum Blume-Emery-Griffiths Model (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 78 ページ: 205102(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin and Charge Fluctuations and Lattice Effects on Charge Ordering in α-(BEDT-TTF)_2I_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 77 ページ: 094712(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Change in the Charge Ordering Pattern in the Quarter-Filled Organic Conductor (EDO-TTF)_2PF_6 with a Strong Electron-Phonon Interaction (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Onda, S.Ogihara, K.Yonemitsu, N.Maeshima, T.Ishikawa, Y.Okimoto, X.Shao, Y.Nakano, H.Yamochi, G.Saito, S.Koshihara
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 101 ページ: 067403(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of Photoinduced Phase Transitions in Itinerant Electron Systems (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu, K.Nasu
  • 雑誌名: Phys.Rep. 465 ページ: 1-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polaronic States with Spin-Charge-Coupled Excitation in a One-Dimensional Dimerized Mott Insulator K-TCNQ (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Maeshima, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 77 ページ: 074713(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge Order with Structural Distortion in Organic Conductors : Comparison between θ-(ET)_2RbZn(SCN)_4 and α-(ET)_2I_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 77 ページ: 034708(9)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of Rectification at Metal-Mott-Insulator Interfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu, N.Maeshima, T.Hasegawa
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 76 ページ: 235118(7)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-induced Melting of Charge Order in a Quarter-Filled Electron System Coupled with Different Types of Phonons (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu, N.Maeshima
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 76 ページ: 075105(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relaxation Process in the Photoinduced Neutral-Ionic Paraelectric-Ferroelectric Phase Transition in Tetrathiafulvalene-p-Chloranil (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Inoue, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 75 ページ: 235125(13)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge-Transfer Excitations in One-Dimensional Dimerized Mott Insulators (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Maeshima, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 76 ページ: 074713(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge Ordering in θ-(BEDT-TTF)_2RbZn(SCN)_4 : Cooperative Effects of Electron Correlations and Lattice Distortions (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 75 ページ: 245112(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Electron-Lattice Coupling on Charge Order in θ-(ET)_2X (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, K.Yonemitsu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 76 ページ: 053708(5)
  • 査読あり
• [学会発表] Photoinduced phase transition dynamics : Interplay between correlated electrons and molecular vibrations during insulator-metal and neutral-ionic transitions (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: International School and Symposium on Multi-functional Molecule-based Materials
  • 発表場所: Argonne National Laboratory (USA).
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] Quantum phonon effects on photoinduced insulator-to-metal transition dynamics in organic BEDT-TTF salts (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: The 10th Japan-China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
  • 発表場所: Kyoto (Japan).
  • 年月日: 2010-10-18
• [学会発表] Photoinduced insulator-to-metal transition dynamics in models for quasi-two-dimensional organic conductors (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano-Materials
  • 発表場所: Brisbane (Australia).
  • 年月日: 2010-07-14
• [学会発表] Photoinduced modulation of effective interactions and carrier densities in organic Mott insulators (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • 発表場所: Kyoto (Japan).
  • 年月日: 2010-07-07
• [学会発表] Photoinduced charge-ordered insulator-to-metal transitions governed by frustration and lattice effects (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: 5th International Symposium on Molecular Materials : Electronics, Photonics and Spintronics
  • 発表場所: Universite de Rennes 1 (France).
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] Frustration and lattice effects on photoinduced melting of charge orders in quasi-two-dimensional organic conductors (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: The 8th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Ferromagnets
  • 発表場所: Hokkaido (Japan).
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Photoinduced phase transitions and dynamics in organic conductors/Wave-particle dual nature and phase diagram of organic conductors (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: SOKENDAI Asian Winter School, "Molecular Sciences on Different Space-Time Scales"
  • 発表場所: Okazaki (Japan).
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Photoinduced melting and charge order in quarter-filled organic conductors : Itinerant electron systems with competing interactions, Yamada Conference LXIII (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: 3rd International Conference on "Photoinduced Phase Transitions and Cooperative Phenomena"
  • 発表場所: Osaka (Japan).
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Photoinduced charge dynamics in organic conductors and coherent neutral-ionic/polarization dynamics in quantum paraelectrics (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: International Symposium on Molecular Conductors 2008 "Novel Functions of Molecular Conductors under Extreme Conditions"
  • 発表場所: Okazaki (Japan).
  • 年月日: 2008-07-25
• [学会発表] Photoinduced charge order and melting dynamics in 1/4-filled organic conductors (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: International Meeting of Japan-France Core-to-Core Project
  • 発表場所: Universite de Rennes 1 (France).
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] Photoinduced charge order and melting dynamics in quarter-filled organic conductors (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: 9th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
  • 発表場所: Beijing (China).
  • 年月日: 2007-10-29
• [学会発表] Photoinduced melting of charge and lattice orders viewed from theoretical transient spectra (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Yonemitsu
  • 学会等名: Pre-conference "Photoinduced Phase Transition" Seminar
  • 発表場所: Wroclaw University of Technology (Poland).
  • 年月日: 2007-06-23
• [図書] Molecular Electronic and Related Materials-Control and Probe with Light(T.Naito, ed.)(Theory of Photoinduced Phase Transitions in Quasi-One-Dimensional Organic Conductors) (2010)
  • 著者名/発表者名: 米満賢治
  • 総ページ数: 305-320
  • 出版者: Research Signpost/Transworld Research Network
• [図書] 化学と工業(Chemistry & Chemical Industry)(理論が解き明かす光誘起相転移 62,No.8) (2009)
  • 著者名/発表者名: 米満賢治
  • 総ページ数: 892-894
  • 出版者: 日本化学会
• [図書] レーザー研究(The Review of Laser Engineering)(光誘起相転移の理論-コヒーレント振動と過渡状態 36,No.6) (2008)
  • 著者名/発表者名: 米満賢治
  • 総ページ数: 343-348
  • 出版者: レーザー学会
• [図書] 光アライアンス(Optical Alliance)(光で電子を一斉に動かし物性を変えるしくみの理論 18,No.7) (2007)
  • 著者名/発表者名: 米満賢治
  • 総ページ数: 29-33
  • 出版者: 日本工業出版
• [図書] Multifunctional Conducting Molecular Materials(G.Saito, F.Wudl, R.C.Haddon, K.Tanigaki, T.Enoki, H.E.Katz and M.Maesato, Eds.)(Mechanism of Ambipolar Field-Effect Transistors on One-Dimensional Organic Mott Insulators) (2007)
  • 著者名/発表者名: 米満賢治
  • 総ページ数: 276-281
  • 出版者: Royal Society of Chemistry
• [図書] Multifunctional Conducting Molecular Materials(G.Saito, F.Wudl, R.C.Haddon, K.Tanigaki, T.Enoki, H.E. Katz and M.Maesato, Eds.)(Theory of Optical Responses of Photoexcited Halogen-Bridged Metal Complexes in Different Insulating Phases) (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Maeshima, K.Yonemitsu
  • 総ページ数: 185-188
  • 出版者: Royal Society of Chemistry
• [備考] 報道関連
• [備考] 日刊工業新聞2011年1月27日第22面「光誘起相転移現象 最初の瞬間を捕捉」
• [備考] 科学新聞2010年12月3日第2面「光誘起相転移現象の最初の瞬間キャッチ」
• [備考] アウトリーチ活動
• [備考] スーパーサイエンスハイスクール活動への協力(2010年7月28日実施)
  • URL: http://www.ims.ac.jp/topics/2010/100728.html
• [備考] スーパーサイエンスハイスクール活動への協力(2010年7月20日実施)
  • URL: http://www.ims.ac.jp/topics/2010/100720.html
• [備考] ホームページ
  • URL: http://magellan.ims.ac.jp/publication-0-j.htm