希土類化合物における金属絶縁体転移の電場制御

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: 重い電子系の形成と秩序化
• 研究課題/領域番号: 23102711
• 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)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 重い電子系 / 希土類化合物 / 電場効果

研究実績の概要

本研究の目的は、金属絶縁体転移を示す希土類化合物に対して、電流及び電圧をパラメータとして電子状態を制御し、それらの物質群における低温秩序相の電場に対する応答と金属絶縁体転移の起源を明らかにすることです。
前年度は、パルス電圧を用いた低温非線形測定装置の開発を行いました。今年度は、その開発した非線形伝導装置を用いることで希土類化合物SmSの低温での非線形伝導の観測に成功しました。50K以下の低温領域で、電流を関数として電気抵抗の計測を行ったところ、電流の増加に対し、有意な電気抵抗の現象が観測されました。本物質は圧力下において、バンドギャップが減少し、エキシトンの束縛エネルギーよりも小さくなる圧力においてエキシトン絶縁相になることが、圧力下での光学伝導度計測から指摘されています。そのようなエキシトン不安定性をもつ半導体の非線形伝導計測の例はこれまでになされておらず、本研究において初めてその非線形性が明らかになったと言えます。さらに、本物質は、オームの法則から外れた非線形伝導のみならず、直流電場下で電流が交流発振を示すという直流交流変換を示すことを明らかにしました。これは明らかな非熱効果であり、本質的な電場効果であるといえます。一方、このような非線形伝導や交流発振現象は、非線形伝導を示す分子性導体や酸化物などでも発見されており、これら強相関電子系に共通のメカニズムの存在が示唆されます。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Atomic layer deposition of Al-doped ZnO thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tynell, H. Yamauchi, M. Karppinen, R. Okazaki, and I. Terasaki
  • 雑誌名: J. Vac. Sci. Technol. A 巻: 31 ページ: 01A109
  • DOI: 10.1116/1.4757764
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron doping of ALD-grown ZnO thin films through Al and P substitutions (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tynell, R. Okazaki, I. Terasaki, H. Yamauchi, M. Karppinen
  • 雑誌名: J. Mater. Sci. 巻: 48 ページ: 2806
  • DOI: 10.1007/s10853-012-6942-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric anomaly in the quasi-one-dimensional frustrated spin-1/2 system Rb2(Cu1-xMx)2Mo3O12 (M = Ni and Zn) (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yasui, Y. Yanagisawa, R. Okazaki, and I. Terasaki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 ページ: 054411
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.05441
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic field induced ferroelectric transition of quasi one-dimensional frustrated quantum spin chain system Rb2Cu2Mo3O12 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yasui, Y. Yanagisawa, R. Okazaki, I. Terasaki, Y. Yamaguchi, and T. Kimura
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 113 ページ: 17D910
  • DOI: 10.1063/1.4795844
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ga3+ substitution effects in the weak ferromagnetic oxide LaCo0.8Rh0.2O3 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Asai, N. Furuta, R. Okazaki, Y. Yasui, I. Terasaki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 14421
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.014421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controllable chirality-induced geometrical Hall effect in a frustrated highly correlated metal (2012)
  • 著者名/発表者名: B.G. Ueland, C.F. Miclea, Y. Kato, O. Ayala, Valenzuela, R.D. McDonald, R. Okazaki, et al.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 3 ページ: 1067
  • DOI: 10.1038/ncomms2075
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-temperature thermoelectric properties of the double-perovskite ruthenium oxide (Sr1- xLax)2ErRuO6 (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Takahashi, R. Okazaki, Y. Yasui, I. Terasaki, T. Sudayama, H. Nakao, Y. Yamasaki, J. Okamoto, Y. Murakami, and Y. Kitajima
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 112 ページ: 073714
  • DOI: 10.1063/1.4757632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-Seebeck Effect in ZnO (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, A. Horikawa, Y. Yasui, and I. Terasaki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 ページ: 114722
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.114722
  • 査読あり
• [学会発表] モット絶縁体 Ca2RuO4における非線形輸送現象 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡崎竜二
  • 学会等名: IGER Seminar「強相関電子系の非線形伝導」
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-03-14 – 2013-03-14
• [学会発表] 希土類化合物における金属絶縁体転移の電場制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡崎竜二
  • 学会等名: 新学術領域研究「重い電子系の形成と秩序化」第4回全体研究 会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-01-12 – 2013-01-14
• [学会発表] Novel dimer-Mott to charge-order transition in a quarter-filled organic system (2012)
  • 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, I. Terasaki
  • 学会等名: International Symposium on Molecular Degree of Freedom (MDF2012)
  • 発表場所: miyazaki
  • 年月日: 2012-12-01 – 2012-12-04
• [学会発表] Photo-Seebeck Effect in Oxide Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, A. Horikawa, Y. Yasui, and I. Terasaki
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: yokohama
  • 年月日: 2012-09-23 – 2012-09-28
• [学会発表] 電荷秩序有機物β-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6の赤外イメージング分光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡崎竜二,仁科靖生,堀川絢加,森岡稔雅,浅井 晋一郎,安井幸夫,寺崎一郎,池本夕佳,森脇太 郎,四竈格久,高橋一志,森初果
  • 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
  • 年月日: 2012-09-18 – 2012-09-21
• [学会発表] ompetition between Charge-Order and Dimer-Mott Insulators in a Quarter-Filled Organic System (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, Y. Yasui, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, T. Shikama, K. Takahashi, H. Mori, H. Nakaya, T. Sasaki, and I. Terasaki
  • 学会等名: Electronic States and Phases Induced by Electric or Optical Impacts
  • 発表場所: orsay
  • 年月日: 2012-09-14 – 2012-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] Voltage oscillation in the charge-order insulator beta-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6 (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki, T. Morioka, Y. Yasui, I. Terasaki, T. Shikama, K. Takahashi and H. Mori
  • 学会等名: 31st International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2012)
  • 発表場所: zurich
  • 年月日: 2012-07-29 – 2012-08-03
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://vlab-nu.jp/index.html