固体電子系におけるThoulessポンピングの実現
【研究キーワード】
中性-イオン性転移 / 輸送現象 / 電荷秩序 / 有機導体 / 分子性固体 / 核磁気共鳴 / Thoullesポンピング
【研究成果の概要】
本研究課題では課題遂行のため分子性物質の電荷が示す電荷秩序、中性-イオン性転移およびそれに関連した現象に着目している。
研究二年目にあたり、中性-イオン性物質であるTTF-CAの輸送特性の測定を主に行った。油圧セルで試料への圧力を制御しながら、中性相、イオン性相、さらにこの二つが拮抗する領域それぞれの領域でゼーベック係数の測定を行った。本物質は電気抵抗の圧力依存性が大きい。そのため、電気抵抗とゼーベック係数の圧力依存性測定を独立に行った場合、測定時の圧力が同じかどうかという問題が生じる。そこで、電気抵抗とゼーベック係数を同時に測定することでこの問題を回避した。ゼーベック係数の符号から、中性相では正、イオン性相では負のキャリアの方が移動度が大きく、中性とイオン性の境界領域付近ではゼーベック係数は0 となり、各符号のキャリアが同程度の移動度を有している可能性を示した。さらに、ゼーベック係数の温度依存性からエネルギーギャップを見積もると、中性-イオン性転移温度より低温側においては、電気伝導度から求めたものと近い値となり、これは半導体描像と矛盾しない。一方で、トポロジカル励起が支配的と考えられる高温領域では両者の値は異なり、単純な半導体描像では説明できない熱電効果が生じている可能性がある。誘電相において非相反伝道の測定にも着手した。誘電相ではポーリングさせる必要があることから高速バイポーラ電源を、また電圧をモニターするためにデジタルオシロスコープを導入した。
有機導体theta-(BEDT-TTF)2I3塩に一軸加圧をすると、金属状態から絶縁状態へと変化する。この起源を調べるためにNMR測定を行った。その結果、NMRスペクトルの複雑な圧力依存性が観測された。
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2020-07-30 - 2023-03-31
【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)