モット絶縁相近傍における非平衡な電子状態の研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23740266
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 岡崎 竜二 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50599602)
• キーワード: 非線形伝導 / モット絶縁体 / 電場効果 / 非平衡統計力学

研究概要

本研究では、伝導電子間のクーロン斥力の大きいモット絶縁体に外場として電場や電流を印加した非平衡な状態における熱力学量を測定し、非平衡下の電子状態を直接研究することのできる新しい物性評価手法を確立することを目指します。
今年度は、前年度の予備的実験を踏まえて、酸化物モット絶縁体Ca2RuO4を対象物質として、電流通電下での放射光X線回折実験をKEKフォトンファクトリーBL8Bにて行いました。電流通電下での実験の課題として、自己発熱効果による影響をどのように取り除くかという点が挙げられます。本年度は、試料表面に金微小粒子を貼り付け、その格子定数を試料温度の指標とする実験手法を開発しました。この手法を用いて実験を進めた結果、Ca2RuO4の格子定数が、等温環境下であるのにもかかわらず、電流によって変化する様子を捉えました。さらに、前年度の実験と比べても、定量的に一致していることも分かりました。
本研究で捉えた結果は、等温環境下で、試料体積という熱力学における基本的な平衡量が、電流という非平衡量によって純粋に変化しているということを示唆しています。この非自明な平衡量と非平衡量を結ぶ関係は、現在進展段階にある非平衡熱統計力学の研究を、固体物理学の観点からより推進できる可能性があることを示しています。

研究成果

• [雑誌論文] Photo-Seebeck effect in tetragonal PbO single crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: P. S. Mondal, R. Okazaki, H. Taniguchi, I. Terasaki
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 114 ページ: 173710
  • DOI: 10.1063/1.4829460
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current-induced gap suppression in the Mott insulator Ca2RuO4 (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, Y. Nishina, Y. Yasui, F. Nakamura, T. Suzuki, and I. Terasaki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 ページ: 103702
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.103702
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray crystal structure analysis and the Ru valence of Ba4Ru3O10 single crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Igarashi, Y. Nogami, Y. Klein, G. Rousse, R. Okazaki, H. Taniguchi, Y. Yasui and I. Terasaki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 ページ: 104603
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.104603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin state of Co3+ in LaCo1-xRhxO3 investigated by structural phenomena (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Asai, R. Okazaki, I. Terasaki, Y. Yasui, W. Kobayashi, A. Nakao, K. Kobayashi, R. Kumai, H. Nakao, Y. Murakami, N. Igawa, A. Hoshikawa, T. Ishigaki, O. Parkkima, M. Karppinen, and H. Yamauchi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 ページ: 114606
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.114606
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of the energy gap in the narrow-gap semiconductor FeSb2 revealed by high-pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, R. Okazaki, I. Terasaki, and Y. Yasui
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88 ページ: 165205
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.88.165205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical conductivity measurement of a dimer-Mott to charge-order phase transition in a two-dimensional quarter-filled organic salt compound (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, T. Shikama, K. Takahashi, H. Mori, H. Nakaya, T. Sasaki, Y. Yasui, and I. Terasaki
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 111 ページ: 217801
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.217801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum-limit linkage of 'strange' and conventional metal states of high-Tc superconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Krusin-Elbaum, T. Shibauchi, Y. Kasahara, R. Okazaki, Y. Matsuda, R.D. McDonald, C.H. Mielke, M. Hasegawa
  • 雑誌名: Physica C 巻: 493 ページ: 15
  • DOI: 10.1016/j.physc.2013.03.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] 酸化亜鉛におけるフォトゼーベック効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡崎竜二、寺崎一郎
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 64 ページ: 419
• [雑誌論文] 新しくて面白い4d/5d酸化物 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺崎一郎、岡崎竜二
  • 雑誌名: セラミックス 巻: 48 ページ: 430
• [学会発表] Photo-Seebeck effect of ZnO single crystals and thin films (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, A. Horikawa, M. Fujita, H. Taniguchi, I. Terasaki, H. Ohta
  • 学会等名: APS March Meeting 2014
  • 発表場所: Denver
  • 年月日: 20140303-20140307
• [学会発表] Photothermoelectric property in oxide compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, A. Horikawa, P. S. Mondal, M. Fujita, H. Ohta, and I. Terasaki
  • 学会等名: The International Union of Materials Research Societies – International Conference in Asia – 2013 (IUMRS-ICA-2013)
  • 発表場所: Bangalore
  • 年月日: 20131216-20131220
  • 招待講演
• [学会発表] Thermoelectric conversion using solar light (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki
  • 学会等名: The 2nd LIA Next PV International Workshop
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20131113-20131113
  • 招待講演
• [学会発表] モット絶縁体Ca2RuO4における電流通電による格子伸縮 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡崎竜二，仁科靖生，伊藤駿，浅井晋一郎，寺崎一郎，中村文彦，坂木麻里子，鈴木孝至，小林賢介，熊井玲児，中尾裕則，村上洋一
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20130925-20130928
• [学会発表] 酸化物熱電材料における光ゼーベック効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡崎竜二
  • 学会等名: 日本熱電学会第17回研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130827-20130827
  • 招待講演
• [学会発表] Optical Study of a Novel Phase Transition from Dimer-Mott to Charge-Order Insulator (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, Y. Yasui, I. Terasaki, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, T. Shikama, K. Takahashi, H. Mori, H. Nakaya and T. Sasaki
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES) 2013
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20130805-20130809
• [学会発表] Optical control of thermoelectric property in ZnO (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, A. Horikawa, I. Terasaki
  • 学会等名: The 32nd International Conference on Thermoelectrics (ICT2013)
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20130630-20130704
• [学会発表] Optically-Controlled Thermoelectric Properties in Oxide Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki
  • 学会等名: Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2013
  • 発表場所: Jeju
  • 年月日: 20130624-20130628
  • 招待講演
• [図書] Hidden Order and Exotic Superconductivity in the Heavy-Fermion Compound URu2Si2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Okazaki
  • 総ページ数: 102
  • 出版者: Springer
• [備考] 研究室のウェブページ
  • URL: http://vlab-nu.jp/index.html