非対称なダイマー構造が誘起する新奇な電子状態の解明と機能開拓

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K14641
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 福岡 脩平 北海道大学, 理学研究院, 助教 (80746561)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 誘電性 / 磁性 / 核磁気共鳴 / 熱測定 / 分子性固体

研究成果の概要

dimer構造を有する分子性固体において、dimer内での電荷の濃淡という電荷自由度が寄与することで発現する新規な電子相、誘電応答現象の探索とその起源解明を目指した。研究成果として、λ型の構造を持つ分子性固体がdimer内での電荷の濃淡に起因したリラクサー挙動を示すことを見出した。さらに核磁気共鳴分光法を主な研究手段として、熱容量、誘電率、メスバウアー、μSR測定を相補的に用いた研究を展開し、これまで未解明であったλ-(BEDT-STF)2GaCl4の基底状態、λ-(BEDT-STF)2FeCl4及び混晶塩で発現する特異な磁気状態の解明に繋がる重要な知見を得た。

自由記述の分野

物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では電荷の濃淡という新たな電荷自由度が生み出す新奇物性、機能性の探索と解明を目指した。結果として、対象物質が電荷の濃淡に起因するリラクサー的挙動を示すことを見出した。また、対象物質の特異な磁気的性質の解明に繋がる重要な知見を得た。電荷の濃淡による誘電現象は、電気分極が変化する際に、変化するのは電荷の濃淡のみで従来物質のような格子変位を伴わないことから、例えば光による高速スイッチングが可能な高度機能材料への応用が期待されており、本研究成果が新材料開発の足掛かりとなることを期待している。