マルチパラメター制御熱測定を使った分子性物質のエントロピー科学

使用多参数控制量热法的分子材料熵科学

• 批准号: 21J13797
• 负责人: 松村 祐希
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13797/
• 关键词: 強相関系; 超伝導; 電荷移動錯体; 熱容量測定; 低温物性

電荷移動錯体κ-(BEDT-TTF)2X系はDimer-Mott系の典型例として盛んに研究されている物質であり、超伝導やスピン液体など多様な電子物性を示す事が知られている。この系は分子性導体として、無機金属化合物と比べて柔らかな格子を持ち、圧力などの外場に対して鋭敏な応答を示すという特徴を持つ。また格子の自由度が物性の発現機構においても大きな役割を果たすことが期待される系である。本研究では、特にMott一次相転移線近傍の領域に注目して、部分重水素置換塩を用いたさまざまな温度域での熱容量を主とした測定を行い結果について議論した。低温(~3 K)での熱容量測定は物質の電子熱容量係数γを与え、これはバンド構造についての情報を与える。最も絶縁体に近い超伝導体について測定を行ったところ、この物質は磁場に対して超伝導の抑制に基づく回復と磁場誘起絶縁化による抑制という二つの機構が拮抗した挙動を示した。この挙動はHubbard-gapが開ききる直前において発生する小さな伝導バンド(mid-gap state)という新たな状態が発現している事を示唆している。また、超伝導転移温度(10 K付近)で得られる熱容量のピーク強度は超伝導電子対の結合強度を計る指標となる値である。相転移線近傍に位置する超伝導体のバンド構造は外部磁場に対して特異な反応を示し、また、超伝導体の結合強度は増強と減衰という二つの機構が拮抗した挙動を見せた。さらに、高温での熱容量の測定結果から、これらの電子相のふるまいは、相転移線近傍で格子が大きく挙動を変化させている領域の中で起きている事がわかった。これらの挙動は相転移線近傍の伝導相ならびに超伝導相がただバルク性を喪失するだけではなく、量子揺らぎの影響などを受けながら極めて興味深い挙動をとることを示している。

电荷转移复合物κ-(BEDT-TTF)2X系统是一种作为二聚体-莫特系统的典型例子而被积极研究的材料，已知表现出超导性和自旋液体等各种电子特性。作为分子导体，该体系具有比无机金属化合物更软的晶格，其特点是对压力等外部场响应灵敏。这也是一个系统，其中晶格的自由度预计在物理性质的表现机制中发挥主要作用。在本研究中，我们主要关注莫特一级相变线附近的区域，主要使用部分氘化盐测量了不同温度范围内的热容，并对结果进行了讨论。低温 (~3 K) 下的热容测量可得出材料的电子热容系数 γ，从而提供有关能带结构的信息。当对最接近绝缘体的超导体进行测量时，该材料表现出两种机制相互竞争的行为：基于超导性抑制的恢复和由于磁场感应隔离而产生的抑制。这种行为表明，在哈伯德能隙完全打开之前，出现了一种称为小导带（中能隙态）的新状态。另外，在超导转变温度(10K附近)获得的热容量的峰值强度是用作测量超导电子对的结合强度的指标的值。位于相变线附近的超导体的能带结构对外部磁场表现出特殊的响应，超导体的键合强度表现出增强和衰减两种机制相互竞争的行为。此外，高温下热容测量的结果表明，这些电子相的行为发生在相变线附近晶格行为显着变化的区域。这些行为表明，相变线附近的导电相和超导相不仅会失去其体积特性，而且在受到量子涨落影响时表现出极其有趣的行为。

项目成果

Thermodynamic measurements of doped dimer-Mott organic superconductor under pressure

掺杂二聚体-莫特有机超导体在压力下的热力学测量

• DOI: 10.1063/10.0008964
• 发表时间: 2022
• 期刊: Low Temperature Physics
• 影响因子: 0.8
• 作者: Matsumura Y.;Yamashita S.;Akutsu H.;Nakazawa Y.
• 通讯作者: Nakazawa Y.

Electronic Heat Capacity and Lattice Softening of Partially Deuterated Compounds of κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br

κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br部分氘代化合物的电子热容和晶格软化

• DOI: 10.3390/cryst12010002
• 发表时间: 2022
• 期刊: Crystals
• 影响因子: 2.7
• 作者: Y. Matsumura;S. Imajo;S. Yamashita;H. Akutsu;and Y. Nakazawa
• 通讯作者: and Y. Nakazawa