2018 Fiscal Year Annual Research Report
Electronic state of new type layered organic superconductors including strongly correlated insulating layers
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16K05436
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
川本 正 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (60323789)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 結晶構造 / 電荷秩序 / モット絶縁体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機超伝導体kappa-alpha'1-(BEDT-TTF)2Cu(CF3)4(TCE)は伝導層間にアニオン層・電荷秩序層・アニオン層が挿入された構造を有するTc = 9.4 Kの物質である。一方、強相関絶縁層であるalpha'層を含まないkappaL-(BEDT-TTF)2Cu(CF3)4(TCE)はTc = 4 K程度の超伝導体であり、アニオン層には結晶学的に乱れた構造を有する。角度依存性磁気抵抗の測定により、kappaL相には磁気抵抗のバックグラウンド反転が見られることや、伝導層平行近傍の磁気抵抗ピークが観測されないことから、この物質は層間相互作用が極めて小さいインコヒーレント層間伝導であることを明らかにした。また、量子振動の測定によりシリンダー状のフェルミ面をもつことを明らかにした。一方、電荷秩序層を包含するCu(CF3)4塩においても量子振動が観測され、フェルミ面の断面積から伝導層のバンド充填率は実効的1/2であり、低Tc相と同じであることを明らかにした。さらに、高Tc層で観測されるサイクロトロン質量は低Tc層のそれよりも大きいことは、強相関絶縁層の影響によると考えられる。
また、ダイマーモット絶縁体kappa-(BEDT-TTF)2TaF6では、ドナー分子のダイマー間の2面角が103.8 degと超伝導を示すkappa-(BEDT-TTF)2Xの90 degとは大きく異なるため、ダイマーモデルにおけるトランスファー積分の比がt'/t=1.76と1次元鎖よりの値となる。t'/tが１から大きくずれているにも関わらず、スピン磁化率はあたかも2次元三角格子モデルにおいてJ = 110 Kのように振る舞う。さらに磁気トルク測定の結果1.6 Kにおいても常磁性体であることが明らかになった。さらなる低温での測定が必要であるが、この物質がスピン液体の候補であることを明らかにした。
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