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2009 年度 実績報告書

相関電子系絶縁体の極低温における非線形伝導とスピン依存伝導

研究課題

研究課題/領域番号 20740208
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

山口 尚秀  独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料センター, 主任研究員 (70399385)

キーワード非線形伝導 / 有機導体 / 電荷秩序 / 巨大磁気抵抗 / スピン依存伝導 / 電子間クーロン相互作用 / 誘電率 / 電子スピン共鳴
研究概要

(1) 電荷秩序状態における電子-ホール励起の動的特性を調べるため、高速電流アンプとロックインアンプを用いて、これまでより広い周波数範囲(1Hz-100kHz)で誘電率を測定した。theta-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)4の低温極限における1000という大きな面内比誘電率が、電極との界面に起因するみかけ上のものか調べるために、電極間隔の大きく異なる試料を複数測定した。またカーボンペースト以外に金蒸着を用いた電極で測定した。これらの測定結果より、少なくとも1-100kHz程度においては試料自体の誘電率が測定されていることがわかった。非線形伝導、磁気抵抗および誘電率についてまとめた論文がPhys.Rev.B誌に掲載予定である。
(2) theta-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)4で観測された磁場方位に依存しない大きな磁気抵抗を解明するために、電子スピン共鳴下での伝導特性を詳しく調べた。初めはコプレナー導波路を使っていたが、マイクロ波用コネクタに極細金線を取り付けショート終端としその金線近傍に生じるマイクロ波磁場を使って電子スピン共鳴を生じさせるという方法に至った。これにより、電子スピン共鳴下で電気伝導度にシャープなピークを観測できるようになった。周波数は30-60GHz、磁場は1-2T程度で測定した。測定結果の解析から、電子スピン共鳴時にスピン系が吸収するパワーによってピークを定量的に説明できた。この成果は日本物理学会2009年秋季大会において口頭発表した。スピン系の状態変化に伴う伝導特性変化を観測するためには、(a)さらに強いマイクロ波磁場を印加すること、(b)伝導特性を測定し電子スピン共鳴を生じさせる場所をより効率的に冷却することなどが必要である。このためには、基板上に薄い有機結晶を貼り微細加工によって微小電極を作成するのが有効だと考えられ今後の課題である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Charge Transport in Charge涌rdered Layered Crystals theta-(BEDT-TTF)_2 MZn(SCN)_4(M=Cs, Rb): Effects of Long-Range Coulomb Interaction and Pauli Exclusion Principle2010

    • 著者名/発表者名
      山口尚秀, 他
    • 雑誌名

      Physical Review B (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-linear current-voltage characteristics in alpha-(BEDT-TTF)_2I_32010

    • 著者名/発表者名
      小玉恒太、木俣基、山口尚秀, 他
    • 雑誌名

      Physica B (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interplay between magnetism and conductivity in the one-dimensional organic conductor TPP[Fe(Pc)(CN)_2]_22009

    • 著者名/発表者名
      木俣基、山口尚秀, 他
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

      ページ: 085110-1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Magneto-conductivity Effect in Fe-Phthalocyanine Conductor at Low Temperatures2009

    • 著者名/発表者名
      木俣基、山口尚秀, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Conf.Series 150

      ページ: 022040-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic state of magnetic organic conductor(Me-3, 5-DIP)[Ni(dmit)_2]_22009

    • 著者名/発表者名
      硲香織、山口尚秀, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Conf.Series 150

      ページ: 022025-1-4

    • 査読あり
  • [学会発表] 強相関電子系有機絶縁体における非線形伝導と巨大磁気抵抗の研究2010

    • 著者名/発表者名
      山口尚秀
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] 電荷秩序を示す層状分子性結晶の誘電特性2010

    • 著者名/発表者名
      山口尚秀
    • 学会等名
      特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学 ユビキタス元素戦略」第5回領域会議
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-01-08
  • [学会発表] theta-(BEDT-TTF)_2CsZn(SCN)_4の電子スピン共鳴下電気伝導2010

    • 著者名/発表者名
      山口尚秀
    • 学会等名
      新学術領域「分子自由度が拓く新物質科学」第3回領域会議
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-01-06
  • [学会発表] theta-(BEDT-TTF)_2CsZn(SCN)_4の低周波誘電率2009

    • 著者名/発表者名
      山口尚秀
    • 学会等名
      有機固体若手の会・冬の学校2009
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      2009-12-19
  • [学会発表] 強相関電子系有機結晶の非線形伝導とスピン依存伝導2009

    • 著者名/発表者名
      山口尚秀
    • 学会等名
      第34回化合物新磁性材料研究会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2009-12-16
  • [学会発表] 巨大磁気抵抗を示す theta-(BEDT-TTF)_2CsZn(SCN)_4の電子スピン共鳴下電気伝導2009

    • 著者名/発表者名
      山口尚秀
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年 秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-25
  • [備考]

    • URL

      http://www.nims.go.jp/NFM/member/yamaguchi/index.html

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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