分子性導体の2量体性・フラストレーション制御による超伝導転移機構の解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540365
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 伊東 裕 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10260374)
• 研究分担者: 大成 誠一郎 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80402535)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 有機超伝導体 / 2量体化 / β型分子配列 / スピン揺らぎ / 三角格子 / フラストレーション / 一軸圧縮

研究概要

分子が一方向に積層したβ型有機超伝導体の示す超伝導転移について、一軸圧縮下での転移温度T_Cの実験結果と理論計算の対比から、分子の2量体性の違いによる電子相関の強弱と、三角格子フラストレーションの寄与の観点から調べた。分子の2量体性の強いBEDT-TTF塩では、分子積層方向に平行、垂直の両方向とも一軸圧縮により一度T_Cが増大し極大を取ったのち低下した。この非単調な振舞いは分子の2量体化した1/2フィルドモデルにより再現され、スピン揺らぎとフラストレーションの競合により生じていることが分かった。これに対して2量体性の小さいBDA-TTP塩では、分子積層方向にのみT_Cが極大を示すが、2量体化を仮定しないモデルのほうが、実験結果との一致がよいことがわかった。すなわち2量体化の程度の違いに対応していることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Superconducting Pairing Symmetry on the Extended Hubbard Model in the Presence of the Rashba-Type Spin-Orbit Coupling (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shigeta, S. Onari, and Y. Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 ページ: 104702_1-9
  • DOI: DOI:10.7566/JPSJ.82.014702
  • 査読あり
• [雑誌論文] New BDH-TTP/[M^III(C_5O_5)_3]^3- (M = Fe, Ga) Isostructural Molecular Metals (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Pilia, E. Sessini, F. Artizzu, M. Yamashita, A. Serpe, K. Kubo, H. Ito, H. Tanaka, S. Kuroda, J. Yamada, P. Deplano, C. J. Gomez-Garcia, and M. L. Mercuri
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 52 ページ: 423-430
  • DOI: DOI:10.1021/ic302234j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Symmetry of superconducting pairing state in a staggered field (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shigeta, S. Onari, and Y. Tanaka
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 1-13
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.85.224509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variable-Range Hopping Conduction in Ion-Gel-Gated Electrochemical Transistors of Regioregular Poly(3-hexylthiophene) (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ando, H. Ito, S. Watanabe, and S. Kuroda
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 ページ: 1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.114721
  • 査読あり
• [雑誌論文] Competition of pairing symmetries and a mechanism for Berezinskii pairing in quasi-one-dimensional systems (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Shigeta, Y. Tanaka, K. Kuroki, S. Onari, and H. Aizawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 83 ページ: 1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.83.140509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of the β-type organic superconductivity under uniaxial compression (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, S. Onari, H. Ito, and Y. Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80 ページ: 1-8
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.094704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity of β-Type Salts under Uniaxial Compression (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, T. Ishihara, M. Niwa, T. Suzuki, S. Onari, Y. Tanaka, J. Yamada, H. Yamochi, and G. Saito
  • 雑誌名: Physica B 巻: 405 ページ: S262-S264
  • DOI: DOI:10.1016/j.physb.2009.12.073
  • 査読あり
• [学会発表] イオンゲルトランジスタによるBEDT-TTF錯体単結晶へのキャリア注入 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井口聖悟,安藤良洋,伊東裕,黒田新一,平松孝章,吉田幸大,齋藤軍治
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] 高移動度導電性高分子PBTTTイオンゲルトランジスタの可変領域ホッピング伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊東裕,安藤良洋,渡辺峻一郎,黒田新一
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 (東広島市)
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] Variable-Range Hopping Transport in Ion Gel-Gated Electrochemical Transistors of Regioregular Conjugated Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, Y. Ando, S. Watanabe, H. Tanaka, and S. Kuroda
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: 横浜国際会議場 (横浜市)
  • 年月日: 20120923-28
• [学会発表] 有機超伝導体 β-(ET)2IBr2の一軸性圧縮効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅井貴行,伊東裕,田中久暁,黒田新一,鈴木丈夫,大成誠一郎,田仲由喜夫,平松孝章,齋藤軍治,矢持秀起
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学 (横浜市)
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] Variable-range hopping conduction behavior in ion gel-gated thin-film transistors of regioregular poly(3-hexylthiophene) (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, Y. Ando, S. Watanabe, S. Kuroda
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM 2012)
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] Pressure and field-effect control of (super)conducting properties of organic crystals and polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ito
  • 学会等名: International workshop on Multifunctional Molecular Materials Based on Triangular Lattice
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2012-02-17
• [学会発表] β型有機超伝導体の一軸性圧縮効果‐圧縮方向依存性‐ (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊東裕,丹羽政文,田中久暁,黒田新一,本杉友佳里,鈴木丈夫,大成誠一郎,田仲由喜夫,平松孝章,矢持秀起,齋藤軍治
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学 (富山市)
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] 拡張ハバードモデルにおけるβ型有機超伝導体の一軸性圧縮効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本杉由香里,鈴木丈夫,大成誠一郎,丹羽政文,伊東裕,田仲由喜夫
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学 (堺市)
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] Uniaxial Compression effect on the Superconductivity of .-(BEDT-TTF)_2I_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Niwa, H. Ito, T. Suzuki, Y. Motosugi, S. Onari, Y. Tanaka, T. Hiramatsu, H. Yamochi, and G. Saito
  • 学会等名: Inter- national Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM 2010)Inter- national Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM 2010)
  • 発表場所: 京都国際会議場 (京都市)
  • 年月日: 20100704-09
• [学会発表] Uniaxial Pressure Effect on Organic Superconductors in the Extended Hubbard Model (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Motosugi, T. Suzuki, S. Onari, M. Niwa, T. Ishihara, H. Ito, and Y. Tanaka
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM 2010)
  • 発表場所: 京都国際会議場 (京都市)
  • 年月日: 20100704-09
• [備考]
  • URL: http://www.nuap.nagoya-u.ac.jp/~kurodalab/ito.html