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2014 年度 実績報告書

光が誘起する量子ダイナミクスとその本質-化学ドーピング・熱励起との違いを探る-

研究課題

研究課題/領域番号 24740192
研究機関北海道大学

研究代表者

大原 潤  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (50552585)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード光誘起ダイナミクス / 光磁性体 / 多環芳香族炭化水素 / 電子相関 / 電子・格子相互作用
研究実績の概要

1) シアノ架橋銅モリブデン化合物に観る光可逆磁性:
これまで,本物質の光スウィッチング磁性に関し,“磁化発現時のバンド構造変化と磁化減退時の誘導放出現象”,“光照射後の磁化が消失した最終定常状態と光照射前の非磁性状態の差異”などを明らかにしてきた。本年度は,光誘起状態の詳細を調べた。
光学伝導度スペクトルに関して,磁化の発現と同時にDrude成分の増大が観られ,光誘起強磁性状態が金属状態でもあることが分かった。平衡状態においては,初期状態として想定した非磁化状態(非磁化状態I)と,それとは電子分布の異なる非磁化状態(非磁化状態II)が存在しているが,バンド構造などの解析から,最終定常状態は後者と酷似していることが分かった。非磁化状態IIは,平衡状態において,電子充填率や温度を変えても現実的な相互作用領域では安定化せず,ほぼ実現不可能だが,光励起状態つまり非平衡状態として実現している。以上,本研究は光誘起可逆磁性の微視的な描像を明らかにし,さらに光照射が電子ドーピングや温度励起では到達できない“隠れた(平衡状態では実現しない)電子相”を誘起し得ることを示した。
2) コロネン分子の外場応答:
コロネン分子は,周状に配列する6つのベンゼン環を有しており,点群D6hで特徴づけられる。我々は格子構造の対称性を正確に反映するハミルトニアンを用い,群論的解析を通して電子状態を導出し,基底状態相図を作成した。非中性状態において電子相関と電子・格子相互作用の増大が,電気分極状態を誘起することを見出した。光学伝導度スペクトルの異方性の有無により電気分極相を識別することが可能であり,観測実験が望まれる。また磁場を印加することにより,複数種類の環電流相が誘起されることも明らかにした。そのループ・パターンは電子・格子相互作用に強く依存しており,非一様な電流ループも現れ得ることが分かった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Phototunable magnetism in copper cctacyanomolybdate2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Ohara and Shoji Yamamoto
    • 雑誌名

      The Scientific World Journal

      巻: 2014 ページ: 762765 1-13

    • DOI

      10.1155/2014/762765

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photorefinement of the mixed ground state of a platinum-iodide nanotubular assembly2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Ohara, Longlong Zhang, and Shoji Yamamoto
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 3 ページ: 016020 1-7

    • DOI

      10.7566/JPSCP.3.016020

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 異方的三角格子反強磁性体の修正スピン波理論2015

    • 著者名/発表者名
      大原潤, 山本昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] コロネン分子の対称性と外場応答2014

    • 著者名/発表者名
      大原潤, 山本昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 物性分野秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [図書] Photomagnetism in octacyanomolybdates of the square antiprism configuration in "Molybdenum and Its Compounds: Applications, Electrochemical Properties and Geological Implications" edited by V. S. Saji and S. I. Lopatin2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Ohara and Shoji Yamamoto
    • 総ページ数
      29
    • 出版者
      Nova Science Publishers, Inc.

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公開日: 2016-06-01  

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