第一原理的固体光物性の提唱:分子性結晶の特徴づけとその光誘起相転移

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540334
• 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Ⅰ
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 下位 幸弘 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 上級主任研究員 (70357226)
• 研究分担者: 岩野 薫 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (10211765)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 光物性 / 分子性固体 / 物性理論 / 計算物理 / 有機導体

研究概要

光誘起相転移現象を中心に分子性結晶における固体光物性ついて、現実の分子構造、分子配列に立脚して、第一原理計算を用いて解明することを目的に、本課題従事者が開発した「自己無撞着環境場法」を、電子励起に伴う局所的な構造緩和を扱えるように発展させた。この手法を用い、 (EDO-TTF)2PF6 における光誘起相転移の初期ダイナミクスを理論的に解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Large second-order optical nonlinearity in a ferroelectric molecular crystal of croconic acid with strong intermolecular hydrogen bonds (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Sawada, H. Uemura, M. Sotome, H. Yada, N. Kida, K. Iwano, Y. Shimoi, S. Horiuchi, and H. Okamoto
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 102 ページ: 162901-1-4
  • DOI: DOI:10.1063/1.4802727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revealing the Photorelaxation Mechanism in a Molecular Solid Using DensityFunctional Theory (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Iwano and Y. Shimoi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110 ページ: 116401-1-5
  • DOI: DOI:10.1021/jp306103a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence Properties of (E,E,E)-1,6-Di(nnaphthyl)-1,3,5-hexatriene (n = 1, 2): Effects of Internal Rotation " (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Sonoda, Y. Shimoi, M. Goto, N. Tohnai, and M. Kanesato
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry A 巻: 117 ページ: 566-578
  • DOI: DOI:10.1021/jp306103a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic states of thiophene/phenylene co-oligomers: Extreme-ultra violet excited photoelectron spectroscopy observations and density functional theory calculations (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawaguchi, F. Sasaki, H. Mochizuki, T. Ishitsuka, T. Tomie, T. Ootsuka, S. Watanabe, Y. Shimoi, T. Yamao, and S. Hotta
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 113 ページ: 083710-1-7
  • DOI: DOI:10.1063/1.4793505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong Electron Correlation in the HighTemperature Phase of EDO-TTF)_2PF_6as a Quasi-One-Dimensional Molecular Conductor (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Iwano and Y. Shimoi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79 ページ: 103705-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.79.103705
  • 査読あり
• [学会発表] Large Relaxation from a Higher Excitation in (EDO-TTF)2PF6: Precursor of the Insulator-to-Metallic Photoinduced Phase Transition Predicted by First-Principles Calculation (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Iwano and Y. Shimoi
  • 学会等名: Electronic States and Phases Induced by Electric or Optical Impacts
  • 発表場所: Pierre Lehmann Auditorium, Laboratoire de l'Accelerateur Lineaire (Orsay, フランス)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Charge Ordering in α-(BEDT-TTF)_2I_3: DFT Calculations (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, Y. Shimoi and K. Iwano
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2012 (ICSM 2012)
  • 発表場所: Hyatt Regency Atlanta (ジョージア州, アメリカ)
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] Large Relaxation from a Higher Excitation in (EDO-TTF)2PF6as a Precursor of the Photoinduced Insulator-toMetal Phase Transition (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Iwano and Y. Shimoi
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2012 (ICSM 2012)
  • 発表場所: Hyatt Regency Atlanta (ジョージア州, アメリカ)
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Large Relaxation from a Higher Excitation in (EDO-TTF)2PF6as a Precursor of the Insulator-to-Metallic Photoinduced Phase Transition (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Iwano and Y. Shimoi
  • 学会等名: 10th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter, Nanostructured and Molecular Materials (EXCON2012)
  • 発表場所: de Oosterpoort (Groningen, オランダ).
  • 年月日: 2012-07-05
• [学会発表] Development of First-Principles Optical Properties of Solids: Photoinduced Phase Transition in (EDO-TTF)_2PF_6 (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Iwano and Y. Shimoi
  • 学会等名: 4-th International Conference on Photoinduced Phase Transitions and Cooperative Phenomena (PIPT4)
  • 発表場所: University of Technology (Wrocraw, ポーランド)
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Exploration of SolidState Optical Properties by First-Principles Calculations: Toward the Photoinduced Phase Transition of (EDO-TTF)_2PF_6 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Iwano and Y. Shimoi
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010 (ICSM 2010)
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都)
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Photoinduced Phase Transitions in Organic Materials: Two Complementary Theoretical Approaches (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Iwano and Y. Shimoi
  • 学会等名: 5th International Symposium on Molecular Materials: Electronics, Photonics and Spintronics
  • 発表場所: University Rennes 1 (Rennes, フランス)
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] Charge Ordering in (TMTTF)_2X: A Density Functional Theory Approach (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimoi and K. Iwano
  • 学会等名: The 8th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Ferromagnets
  • 発表場所: ヒルトンニセコビレッジ(北海道)
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Electronic Structure of (EDO-TTF)_2PF_6in its High Temperature Metallic Phase: Indications of Inherent Strong Electron Correlation (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Iwano and Y. Shimoi
  • 学会等名: The 8th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Ferromagnets
  • 発表場所: ヒルトンニセコビレッジ(北海道)
  • 年月日: 2009-09-13
• [図書] Material Designs and New Physical Properties in MX- and MMX-Chain Compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yamashita and H. Okamoto
  • 出版者: Springer
• [備考] プレスリリース「分子性固体(EDO-TTF)2PF6 の光誘起相転移のメカニズムを理論によって解明～光が当たった物質の変化がスパコンによって計算可能に～」高エネルギー加速器研究機構、2013 年 3 月 7 日
  • URL: http://www.kek.jp/ja/NewsRoom/Release/20130312103000/
• [備考]
  • URL: http://legacy.kek.jp/intra-e/press/2013/032611/
• [備考]
  • URL: http://www.lightsources.org/press-release/2013/03/26/revealing-mechanism-photoinduced-phase-transition-molecular-solid-edo
• [備考] web 公開 和文:2013年3月12日英文:2013年3月26日