2016 Fiscal Year Research-status Report
光照射下分子間電子移動プロセスによる有機モット絶縁体の電子相制御
| Project/Area Number |
16K05752
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
松田 真生 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (80376649)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 有機モット絶縁体 / 相転移 / フタロシアニン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
バンドが半分だけ満たされた物質は金属相の出現が期待されるが、物質のクーロン 反発が大きい場合は絶縁体として振る舞う。これが電子間のクーロン相互作用を起源とするモット絶縁体であり、価電子帯が完全に満たされているバンド絶縁体とは全く異なる物理的性質をもつ電子材料となる。本研究では有機モット絶縁体に注目し、有機オプトエレクトロニクスと強相関電子系の新展開に繋がり得る、「光による電子相制御」という新規現象の発現と機構確立を目指している。
多くの有機モット絶縁体が複数の化学種から構成されている（対成分を含有する）のに対し、金属フタロシアニンからなるモット絶縁体は金属フタロシアニン系分子のみから成る単一成分の有機モット絶縁体であるため発現する物性の理解が単純化されると考え、特に金属フタロシアニンに注目した。代表者は、フタロシアニン系色素を構成成分とする多様な電子系（1-3次元電子系）をもつ複数のモット絶縁体を作製し、その微小結晶膜化の技術を開発している。
初年度となる28年度は一次元電子系となる試料の薄膜を対象に研究を実施した。
試料合成、精製、薄膜化は当初計画に従い順調に進んでいる。同時に、光照射の位置固定や光強度の評価を可能とすべく計測システムの構築も順調に進んでいる。
一方で、目的の電子相制御という点についてはまだ達成していない。光応答は観測されるものの、電子相の変調には至らず、実験実施温度の影響を考慮し低温での実験実施を可能とすべくクライオスタットの改造を行なっている。
また、本研究と関連して、モット絶縁体の新しい電子機能の発見と新規金属フタロシアニンの開発に成功し、フタロシアニン系伝導体の物性理解も進めている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究の進捗において大きな遅れはないが、研究開始直後に発生した「平成28年熊本地震」により2ヶ月以上に渡り研究活動が実施し難い状況にあった影響は少なからずあった。活動再開後も、特に測定系において小さな異常の積み重ねで思うように進展しないこともあり、当初期待していた進捗状況と比すれば「やや遅れている」ことは否定できない。
ただ、現在は研究環境がほぼ復旧しているため、残りの研究期間で十分に遅れを取り戻すことができる範囲である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
上述のクライオスタットを用いた測定環境の構築を達成し、低温で光照射効果を検証する。同時に、現在対象としている系とは別のモット絶縁体についても対象とすべく、試料作製と薄膜化に取組む。
また、現在は電流－電圧特性でのみ電子相の評価を試みているが、熱起電力測定による評価が可能となる測定システムの構築を目指し、より詳細な電子相評価を実施する。
|
| Causes of Carryover |
研究実施直後に発生した「平成28年熊本地震」の影響で研究が2ヶ月以上停止した。自研究室にとどまらず、学内全体の回復への寄与に時間を費やし、当初計画していた備品購入がなされなかったことが主要因である。また、所有していた装置への不具合発生もあり、計画に比して研究の進捗が遅れているため次年度使用額が大きく発生してしまった。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究計画の遅れを取り戻すべく予算を有効に使用し研究を進捗させる。
計測システム、真空系の不具合を回復させ、また試料についても幅広く探索するための試薬購入やパーツ購入に主として費やしたい。研究計画の進捗にあわせ、予定していた備品購入も行ないたい。
|
