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2016 年度 実績報告書

分子集合体における特異な電子状態を利用した非線形動作の探索とその制御

公募研究

研究領域分子アーキテクトニクス:単一分子の組織化と新機能創成
研究課題/領域番号 16H00964
研究機関名古屋大学

研究代表者

岸田 英夫  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40311633)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード非線形伝導 / 分子集合体
研究実績の概要

(1)最適物質の探索:これまで相転移現象を利用してパルス発生及び自励発振を実現してきたが、より安定したパルス発生のための物質系の探索を行った。不安定になる主たる原因は、熱的効果や結晶における格子の運動である。そこで構造相転移を含まないような系の探索を行った。具体的にはBEDT-TTF系物質やコロネン等の多環芳香族炭化水素系物質について電子相転移あるいは電荷秩序転移に着目した。ダイマー構造を有するBEDT-TTF化合物において、ダイマー内の電荷の位置の自由度を利用した電子状態の変化が電場によって誘起可能であることから、このような自由度を利用した非線形性の探索を行った。電荷自由度に由来すると考えられる複数の状態間を外場により制御できることを見出した。この制御は双方向に可能であること、温度により制御性が変化することなどを明らかにした。

(2)光エネルギーによる振動現象の発生、非線形パルス生成・制御:光パルスあるいは光エネルギーによる振動発生あるいはパルス生成を目指し研究を行った。これまで実現してきた非線形伝導現象を用いた電流パルス発生においては、付加容量への充放電によってパルス発生のタイミングおよび周期、パルス波形が決まっていた。これを外部からの信号で制御することを考えた。具体的には、有機電荷移動錯体を用い、発振する条件の近傍において試料に光を照射し、発振条件を変化させ発振のふるまいを変化させることに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

有機電荷移動錯体において電荷位置の自由度に由来すると考えられる状態間の外場制御に成功した。さらに非線形伝導にもとづく電流発振現象の光制御が、きわめて順調に実現できた。これらのことは、当初の目的や計画を十分に上回るものであるため。

今後の研究の推進方策

これまでに探索してきた最適物質群において、具体的な非線形動作を実現するとともに、さらに非線形動作の制御性を高めることを目標に研究を進める。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Electric-field-induced intradimer charge disproportionation in the dimer-Mott insulator β’-(BEDT-TTF)2ICl22017

    • 著者名/発表者名
      Yuma Hattori, Satoshi Iguchi, Takahiko Sasaki, Shinichiro Iwai, Hiromi Taniguchi, and Hideo Kishida
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 ページ: 085149/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.95.085149

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cationic π Stacking Columns of Coronene Molecules with Fully Charged and Charge-Disproportionated States2016

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Yoshida, Kazuhide Isomura, Mitsuhiko Maesato, Takashi Koretsune, Yoshiaki Nakano, Hideki Yamochi, Hideo Kishida, and Gunzi Saito
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 16 ページ: 5994-6000

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.6b01039

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] BEDT-TTF Salts Formed with Tetrahedrally Coordinated Zinc(II) Complex Anions2016

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Yoshida, Hiroshi Ito, Yuto Nakamura, Manabu Ishikawa, Akihiro Otsuka, Hiromi Hayama, Mitsuhiko Maesato, Hideki Yamochi, Hideo Kishida, and Gunzi Saito
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 16 ページ: 6613-6630

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.6b01294

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 亜鉛錯陰イオンを含むθ型BEDT-TTF塩の電荷秩序と光学応答2017

    • 著者名/発表者名
      中村優斗, 巴山洋美, 吉田幸大, 齋藤軍治, 岸田英夫
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] α´-(BEDT-TTF)2AuBr2における光学応答と外場効果II2017

    • 著者名/発表者名
      堀川竜太郎, 中村優斗, 平松孝章, 吉田幸大, 齋藤軍治, 岸田英夫
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] BEDT-TTF 化合物における光を用いた電荷秩序状態の制御2016

    • 著者名/発表者名
      堀川竜太郎,中村優斗,平松孝章,吉田幸大,齋藤軍治,岸田英夫
    • 学会等名
      分子アーキテクトニクス研究会第7回研究会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-10-20 – 2016-10-21
  • [学会発表] α´-(BEDT-TTF)2AuBr2における光学応答と外場効果2016

    • 著者名/発表者名
      堀川竜太郎, 中村優斗, 平松孝章, 吉田幸大, 齋藤軍治, 岸田英夫
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [産業財産権] 光検出装置2017

    • 発明者名
      岸田英夫、岩下伸久
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-071742
    • 出願年月日
      2017-03-31

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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