2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K05397
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石川 忠彦 東京工業大学, 理学院, 助教 (70313327)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光誘起スピン状態変化 / 分子性固体 / 薄片試料 / 光機能素子 / スピンクロスオーバー現象 / 光誘起ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、光励起による相転移制御を基盤とした光機能素子の開発を目標に見据え、分子性導体薄片試料を対象とし、電子構造変化ダイナミクスの観測および、そのメカニズムの解明を目指している。この目的のため、応力変調測定装置の作成及び、新規光機能素子として応用が可能な分子性導体薄片試料を発見およびそのメカニズム解明をする事を二つの柱とした研究を行っている。
29年度においては、前者について応力変調装置の作成を続ける予定であった。これは現在も試行錯誤しつつ進めている。後者については、新物質探索について、当初想定していた以上の成果が上がっており、年度の後半からは特にこちらの研究に力点を置くことにした。
後者について具体的には、28年度に開始したスピンクロスオーバー現象を示す新規物質群について、室温における光誘起ダイナミクスの研究に進展があり、室温高スピン相から、単なる温度上昇では説明がつかない新規光誘起状態の発現と考えられる応答を発見し、国内学会にて成果発表を行った。更にその後、低温低スピン相において、定常光照射による半永続的な光誘起スピン状態転移を光学スペクトルとしてとらえる事に成功した。興味深いのは、光励起条件によって、光誘起状態のスペクトルが異なっている事を観測した点である。実は同様の指摘は帯磁率測定からされていたのだが、これを光学スペクトルの変化として、初めて明らかにした事になる。現在解析を進めているところであるが、当初想定していたよりも、複雑なメカニズムが存在している事が示唆される結果となっており、本研究課題の主要な成果として考えている。これ以外にもいくつかの新規物質の探索を続けており、一部は国内学会にて報告済みである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規物性開発に大幅な進展が見込めたため、年度後半における研究の力点を応力変調装置の開発から、新規スピンクロスオーバー複合体の光誘起現象観測にシフトした。従って、応力変調の測定については、当初計画より遅れており、この点においては改善の努力が必要である。しかし、この方針転換により、物質探索の面では大きく計画を凌駕していると考えている。また、この物質探索の測定においては、多数の薄片試料を用意する事により、物性理解に繋がっている。従って、本研究課題の遂行上重要な要素である分子性導体薄片試料の作成法及び物性理解は大幅に進んでいる点は、本研究計画の遂行に大きく寄与するものと考えている。
物質探索の対象として概要欄でも挙げた新規のスピンクロスオーバー複合体の光誘起効果の観測における、励起条件に依存した複数の光誘起状態の発現をスペクトルから確認する、という成果は世界で初めてのものである。
これら新規分子性導体試料の光物性および光制御の研究成果は、29年度の学会発表2回を成果発表として行っており、また、現在論文投稿準備中である。
また、昨年度も行っていた顕微分光装置の改良も続けており、装置の安定性や、光学系としての明るさなどは大幅に向上し、試料観察等も容易となってきた事は、装置開発上の進展と言える。
これらを踏まえ、自己評価としては、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
30年度の研究計画については、29年度に発見された光励起条件変化による物性制御という世界的に例を見ない新規の現象について、その解明を進めていく事に重点を置きたいと考えている。現在のところ、まだそのメカニズムについて断定的な事は言えないが、恐らく、試料の構造物性が重要であり、薄片化によりそのメカニズム解明及び制御が可能であると考えている為である。これは、本研究課題の申請時の目標達成に合致するものである。
具体的には、現在は定常光照射による状態変化の結果を見ているので、その光誘起状態変化の初期過程を時間分解測定により明らかにする事を考えている。特に申請者のこれまでの経験を基に、分光及び回折測定による構造解析を用いて、研究を進めていきたい。
時間スケールとしては、定常光分光から超高速分光まで幅広いスケールでの測定を行う事が重要であり、適宜外部の専門家との協力を仰ぎつつ研究を進めていく予定である。現在その研究打ち合わせを続けている。
また、応力変調装置の完成および測定も、構造物性と磁性との関わりが重要である事から、本研究の遂行にあたり重要だと考えており、続けていく。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、主に前年度において繰り越した予算が有った為であり、本年度の年間使用額については、計画時の予算を超えている。平成30年度においては、当初計画と異なり、新規スピンクロスオーバー錯体の光誘起状態変化を観測するために、他機関の研究者との共同研究が必須となる予定なので、その際の旅費等に充当する予定である。
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[Presentation] Photo-induced dynamics of Me4P[Pt(dmit)2]22018
Author(s)
Tadahiko Ishikawa, Stuart Hayes, Sei-ichi Tanaka, Ken Onda, Yoichi Okimoto, Shin-ya Koshihara, Sercan Keskin, Gaston Corthey, Masaki Hada, Kostyantyn Pichugin, Alexander Marx, R.J. Dwayne Miller, Takashi Yamamoto, Mitsushiro Nomura and Reizo Kato
Organizer
PIPT6, Photoinduced Phase Transitions 6
Int'l Joint Research
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