The electronic state of the vicinity of Mott boundary in organic superconductors studied by STM/STS

STM/STS研究有机超导体莫特边界附近的电子态

• 批准号: 22K03521
• 负责人: 市村 晃一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03521/
• 关键词: 有機超伝導体; 走査トンネル顕微鏡; 強相関電子系; 超伝導; モット絶縁体

有機導体kappa-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Brの単結晶を電解法で作製した。原料試薬の精製過程を増やすことにより試料の良質化を行った。得られた単結晶試料はX線回折により当該化合物であることを同定したうえで、電気抵抗と磁化率の温度依存性を測定し電子物性を評価した。今年度は、今後の測定を予定している超伝導状態や絶縁体状態との差異を議論する際に不可欠な金属相における電子状態の把握を重点的に行った。作製された単結晶試料に対し室温においてSTM/STS測定を行った。STM測定を行い、10nm角程度の走査範囲によるSTM像では周期的な構造が明確に観測された。スポットの広がりから、向かい合った2つのBEDT-TTFドナーで形成されているダイマーがひとつのスポットとして観測されたと考えられる。また、これらのスポットの配列はkappa型に対応していることが確認された。STS測定により詳細なトンネルスペクトルを得た。微分コンダクタンスはフェルミ順位付近で有限の値であり金属的な電子状態を反映している。またトンネルスペクトルの形は場所によりほとんど変化しないことがわかった。これにより、超伝導状態や絶縁体状態と比較するためのデータの蓄積ができた。比較のために、非ダイマー型の配列を持つalpha-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4をSTM測定した。STM像では、スポットはalpha型にパターンに配列し、それぞれがBEDT-TTFドナー分子ひとつに対応することがわかった。これにより、ダイマーと非ダイマーとではSTM像への反映の仕方が異なることがわかった。また、電子物性の評価法に交流インピーダンス測定も加えることを目指した。新規に導入したLCRメーターによる測定システムを構築し、10Hz~5MHzの帯域での交流インピーダンス測定に対応した。

采用电解法制备了有机导体kappa-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br单晶。通过增加原始试剂的纯化步骤数量，提高了样品的质量。通过X射线衍射鉴定所获得的单晶样品为化合物，并通过测量电阻和磁化率的温度依赖性来评价电子特性。今年，我们的重点是了解金属相中的电子态，这在讨论我们计划在未来测量的超导态和绝缘态之间的差异时至关重要。在室温下对制备的单晶样品进行 STM/STS 测量。进行STM测量，在扫描范围约为10nm见方的STM图像中清晰地观察到周期性结构。该斑点的扩散表明由两个相对的 BEDT-TTF 供体形成的二聚体被观察为一个斑点。此外，证实这些斑点的序列对应于κ型。通过 STS 测量获得了详细的隧道频谱。微分电导在费米级附近有一个有限值，反映了金属电子态。还发现隧道谱的形状几乎不随位置而改变。这使我们能够积累数据以与超导状态和绝缘状态进行比较。为了进行比较，对具有非二聚体序列的α-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4进行了STM测量。在STM图像中，发现斑点以α图案排列，每个斑点对应一个BEDT-TTF供体分子。这表明二聚体和非二聚体在 STM 图像中的反映不同。我们还旨在将交流阻抗测量添加到电子物理性能的评估方法中。我们使用新推出的 LCR 表构建了测量系统，该测量系统支持 10Hz 至 5MHz 频段的交流阻抗测量。

项目成果

Scanning Tunneling Microscopy Studies of Electron Transfer in DNA - A Parkinson’s Disease Model

DNA 中电子转移的扫描隧道显微镜研究 - 帕金森病模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Muhammad Hanif Che Lah;Harison Rozak;Mohammed Faruque Reza;Shaharum Shamsuddin;Jafri Malin Abdullah;Koichi Ichimura;Isao Watanabe
• 通讯作者: Isao Watanabe

Charge Disproportionation in Organic Conductors a-(BEDT-TTF)2X

有机导体中的电荷歧化 a-(BEDT-TTF)2X

• 发表时间: 2022
• 作者: Koichi Ichimura;Hikaru Takami;Kazuhiro Katono;Satoshi Tanda
• 通讯作者: Satoshi Tanda

Electron Transfer in DNA of Parkinson's Disease Model Studied by Scanning Tunneling Microscopy

通过扫描隧道显微镜研究帕金森病模型 DNA 中的电子转移

• 发表时间: 2022
• 作者: Muhammad Hanif Che Lah;Harison Rozak;Mohammed Faruque Reza;Shaharum Shamsuddin;Jafri Malin Abdullah;Koichi Ichimura;Isao Watanabe
• 通讯作者: Isao Watanabe

Charge Ordering and Superconducting State in b”-(BEDT-TTF)4[(H3O)Ga(C2O4)3]・C6H5NO2 Studied by STM/STS

通过STM/STS研究b”-(BEDT-TTF)4[(H3O)Ga(C2O4)3]·C6H5NO2中的电荷有序性和超导状态

• 发表时间: 2022
• 期刊: JPS Conference Proceedings
• 作者: Koichi Ichimura;Hiroki Kokubo;Satoshi Tanda;Tohru Kurosawa;Migaku Oda;Hiroki Honma;Noriaki Matsunaga;Kazuto Moribe;Yoshihiko Ihara;Atsushi Kawamoto
• 通讯作者: Atsushi Kawamoto

Voltage Response of STM Tunneling Currents on Microtubules: Proposal of a New Neural Model by Quantum Reduction with Entanglement

微管上 STM 隧道电流的电压响应：通过纠缠量子还原提出新的神经模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Yutaro Teranishi;Keiji Nakatsugawa;Yukinori Nishigami;Toshiyuki Nakagaki;Koichi Ichimura;Yuta Fukuda;Satoshi Tanda
• 通讯作者: Satoshi Tanda