有機電子複雑系研究チーム
チームリーダー
加藤 礼三 (D.Sci.)
有機分子を構成成分とする電気伝導体である「有機導体」は、その 電子構造が明快で、電子物性の舞台設定の理解が容易です。また、強相関電子系、低次元電子系が容易に得られ、電子物性の宝庫です。それらの物性は、外部刺激（圧力、光、磁場、電場など）に対して敏感であり、また「分子」の内部自由度を物性制御に利用することができます。さらに、分子の化学的修飾によって多様な系を設計・合成することができます。
有機導体の電子物性はπ電子が担っており、本チームは、上で述べた分子系の特徴を活かしてπ電子相の多様な物性を設計・開発し、外部刺激に対して鋭敏にかつユニークに応答する有機π電子システムなどの新物質・新物性開拓とその基礎学理構築を、実験・理論の両面から目指します。
また、π電子の際立った特徴をより広い観点から理解するという目的から、通常のd電子系とは異なる5d遷移金属酸化物に関する理論的研究も推進する。5d遷移金属酸化物の物性は、5d遷移元素の5d電子の振る舞いにより決定されます。5d軌道は、3dあるいは4d軌道に比べて、空間的に広がっており、したがって、電子間クーロン斥力と電子の運動エネルギーが同程度のスケールとなる。同時に、周りの酸素イオンからのクーロン力の影響を強く受けるため、結晶場効果も3dあるいは4d遷移金属酸化物に比べてはるかに大きくなります。さらに、5d遷移元素は0.5-1.0eV程度の非常に大きなスピン・軌道相互作用を持ちます。つまり、5d遷移金属酸化物では、すべての重要なエネルギースケールが同程度であり、それにともない様々なユニークな物性を示します。本チームは、このような5d遷移金属酸化物の多様な物性を理論的に解明し、5d電子相の基礎学理構築を目指します。
- 分子性ゼロギャップ伝導体
- 分子性量子スピン液体
- 分子性物質における電荷秩序現象
- 分子性固体の電子状態に関する理論
- 5d 遷移金属酸化物の電子状態に関する理論
- Tajima, N., Kato, R., Sugawara, S., Nishio, Y., and Kajita, K.:
"Interband Effects of Magnetic Field on Hall Conductivity in the Multilayered Massless Dirac Fermion System α-(BEDT-TTF)2I3"
Phys. Rev. B, 85, 033401/1-4 (2012). - Itou, T., Yamashita, K., Nishiyama, M., Oyamada, A., Maegawa, S., Kubo, K., and Kato, R.:
"Nuclear Magnetic Resonance of the Inequivalent Carbon Atoms in the Organic Spin-Liquid Material EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2"
Phys. Rev. B, 84, 094405/1-5 (2011). - Yamashita, S., Yamamoto, T., Nakazawa, Y., Tamura, M., and Kato, R.:
"Gapless Spin Liquid of an Organic Triangular Compound Evidenced by Thermodynamic Measurements"
Nature Communications, 2, 275/1-6 (2011). - Kanoda, K., and Kato, R.:
"Mott Physics in Organic Conductors with Triangular Lattices"
Annu. Rev. Condens. Matter Phys., 2, 167-188 (2011). - Yoshioka, H., Seo, H., and Otsuka, Y.:
"Incommensurate Antiferromagnetic Insulating state in (MDT-TS)(AuI_2)_x"
J. Phys. Soc. Jpn. 80, 123702/1-4 (2011). - Itou, T., Oyamada, A., Maegawa, S., and Kato, R.:
"Instability of a Quantum Spin Liquid in an Organic Triangular-Lattice Antiferromagnet"
Nature Physics, 6, 673-676 (2010). - Yamashita, M., Nakata, N., Senshu, Y., Nagata, M., Yamamoto, H. M., Kato, R., Shibauchi, T., and Matsuda, Y.:
"Highly Mobile Gapless Excitations in a Two-Dimensional Candidate Quantum Spin Liquid"
Science, 328(5983), 1246-1248 (2010). - Tajima, N., Sugawara, S., Kato, R., Nishio, Y., and Kajita, K.:
"Effect of the Zero-Mode Landau Level on Interlayer Magnetoresistance in Multilayer Massless Dirac Fermion Systems"
Phys. Rev. Lett., 102(17), 176403/1-4 (2009). - Itou, T., Oyamada, A., Maegawa, S., Tamura, M., and Kato, R.:
"Quantum Spin Liquid in the Spin-1/2 Triangular Antiferromagnet EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2"
Phys. Rev. B, 77, 104413/1-5 (2008). - Tajima, N., Kato, R., and Taniguchi, H.:
"Transport Properties of an Organic Mott Insulator β'-(BEDT-TTF)2ICl2"
Europhys. Lett. 83, 27008/1-5 (2008).
主宰者
- 加藤 礼三
- チームリーダー
スタッフ研究員
- 古崎 昭
- 柚木 清司
- 妹尾 仁嗣
- 専任研究員
- 大島 勇吾
- 専任研究員