| 研究課題/領域番号 |
19K03706
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
研究代表者 |
土屋 聡 北海道大学, 工学研究院, 助教 (80597633)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 有機分子結晶 / 電荷ガラス / 時間分解分光 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究の最終目標である「ガラス転移の解明」に向けて、近年注目を集めている有機分子結晶の電荷ガラス状態を研究対象とする。本研究ではフェムト秒光パルスを用いたポンププローブ分光を実施し、光パルスで励起された電子の緩和ダイナミクスから、電荷ガラス状態の波数(k)空間における電子系の対称性変化及びエネルギーギャップ形成を明らかにする。
初年度はq-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4（以降q-Rb）における「電荷秩序状態」とq-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)4（以降q-Cs）における「電荷ガラス状態」に対して光誘起ダイナミクス測定をおこない、その温度特性に大きな違いが現れることを見出した。今年度（２年目）は、ダイナミクスの違いをさらに明確化するため、「電荷秩序状態」と「電荷ガラス状態」においてポンプ光フルーエンス依存性を測定した。測定は60Kで実施し、プローブ光の偏光依存性測定から、観測されたダイナミクスを偏光に依存しない等方成分と依存する異方成分に分解し、各成分についてポンプ光フルーエンス特性を調査した。電荷秩序を示すq-Rbでは、等方成分、異方成分共に、フルーエンスをあげていくと信号強度は直線的に増加するが、おおよそ200 uJ/cm2以上では、直線からずれ飽和することが分かった。これは電荷秩序形成に伴い、電子系にエネルギーギャップが開くことを示しており、200 uJ/cm2以上では、そのギャップがポンプ光照射により閉じることを意味する。一方電荷ガラスと考えられているq-Csでは、q-Rbで観測されたような明確な飽和的振る舞いは観測されないことがわかった。しかし、ゆるやかに直線的振る舞いからずれているようにも読み取れるので、エネルギーギャップは存在してもかなり小さいことが示唆される。これに関しては、更なるデータの蓄積が必要と考えている。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度で得た知見を基礎に物性理解を進めるために、「電荷秩序状態」と「電荷ガラス状態」のダイナミクスをさらに明確化する必要があった。今年度のフルーエンス依存性の測定により、本目的は達成されたと考えている。特にコロナ禍で実験は限られていたが、その分丁寧に解析を行うことができたと考えている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は特にq-Csに対して２年目に行ったフルーエンス依存性の再現性を確かめる。またさらに低温（50K）以下での測定も行い、電荷ガラス状態の物性、物理的描像を確立する。またこれまでの成果を論文としてまとめる。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
低振動型クライオスタットの購入の必要性なくなったため、微小な光信号を検出する際に使用する、フォトダイオード増幅器やその他関連品を購入し、設備の充実をはかった。
|
