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加藤分子物性研究室
加藤 礼三
主任研究員
加藤 礼三 (D.Sci.)
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研究室プロフィール

「分子」は自然が与えてくれる究極のナノ材料です。有機分子のような分子から集まってできた結晶は、かつては絶縁体の代表でした。しかし、現在では分子から、金属のように電気を通したり、さらに超伝導体になるものが合成されています。これらの分子性導体は、電気を流している電子(伝導電子)の状態を記述することがこれまでの無機金属よりもはるかに容易であるという際立った特徴を持っています。また、その動きが1次元(直線)あるいは2次元(平面)に限られていることによって、様々な不思議な物理現象が生み出されます。さらに、分子性導体は、ほんのわずかな圧力などを加えただけで劇的に(例えば絶縁体から金属あるいは超伝導体へ)状態変化するという「柔らかさ」を持っています。化学の手法を使えば、無限ともいえる多様な分子を合成することができます。当研究室は、革新的な性質を持つ分子性導体の開発に取り組んでいます。

研究テーマ

  1. 新しい超分子構造の構築とその電子物性
  2. 結晶構造と電子物性との相関に関する研究
  3. 物理的あるいは化学的手法による、分子性導体の電子状態の制御

関連リンク

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プレスリリース・研究成果

2009年08月13日
有機モット絶縁体で不思議な電子の振る舞いを観測
−ネバネバ電子が突然サラサラ電子に −
2009年04月30日
多層状単結晶で世界初の二次元ゼロギャップ電気伝導体を実現
−有機導体α-(BEDT-TTF)2I3で、ゼロギャップ電子系の決定的な証拠を得る−
2008年06月23日
多結晶シリコン並みの電界効果移動度を持つ有機モットFETを実現
- 新規材料を用いた新機能の電界効果トランジスタを目指す - 新しいウィンドウが開きます。
2008年01月02日
絶縁被覆した規則配列ナノワイヤーの開発に成功
- 分子デバイスの配線開発に先鞭をつける - 新しいウィンドウが開きます。
2007年12月19日
量子スピンの波の干渉縞から超伝導へ、待ちに待った新相転移
- 物質中の電子波のからみあいと超伝導の関係解明に新たな手掛かり - 新しいウィンドウが開きます。

『理研ニュース』(研究最前線)

2008年05月号
分子で電子を操る新しいウィンドウが開きます。
 

RIKEN RESEARCH

2009年01月30日
圧力をかけて絶縁体にする
基板が誘起するひずみを利用して、有機超伝導体を、電圧の印加に応答する絶縁体へと変換することができる 新しいウィンドウが開きます。
2007年07月13日
結晶の中のジキルとハイド
金属錯体分子の並び方を変えるだけで、電気伝導性と磁性という、まったく異なる2つの性質をあわせもつ分子結晶を作ることができる 新しいウィンドウが開きます。
 

主要論文

  1. Yamamoto, T., Nakazawa, Y., Tamura, M., Nakao, A., Ikemoto, Y., Moriwaki, T., Fukaya, A., Kato, R., and Yakushi, K.:
    "Intradimer Charge Disproportionation in Triclinic-EtMe3P[Pd(dmit)2]2 (dmit: 1,3-Dithiole-2-thione-4,5-dithiolate)"
    J. Phys. Soc. Jpn., 80, 123709/1-4 (2011).
  2. Kawasugi, Y., Yamamoto, H. M., Tajima, N., Fukunaga, T., Tsukagoshi, K., and Kato, R.:
    "Electric-Field-Induced Mott Transition in an Organic Molecular Crystal"
    Phys. Rev. B, 84, 125129/1-9 (2011).
  3. Yamamoto, T., Nakazawa, Y., Tamura, M., Fukunaga, T., Kato, R., and Yakushi, K.:
    "Vibrational Spectra of [Pd(dmit)2] Dimer (dmit = 1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolate): Methodology for Examining Charge, Inter-Molecular Interactions, and Orbital"
    J. Phys. Soc. Jpn., 80, 074717/1-16 (2011).
  4. Hazama, K., Uji, S., Takahide, Y., Kimata, M., Satsukawa, H., Harada, A., Terashima, T., Kosaka, Y., Yamamoto, H. M., and Kato, R.:
    "Fermi Surface and Interlayer Transport in the Two-Dimensional Magnetic Organic Conductor (Me-3,5-DIP)[Ni(dmit)2]2"
    Phys. Rev. B, 83, 165129/1-9 (2011).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Kawasugi, Y., Yamamoto, H. M., Tajima, N., Fukunaga, T., Tsukagoshi, K., and Kato, R. :
    "Field-Induced Carrier Delocalization in the Strain-Induced Mott Insulating state of an Organic Superconductor"
    Phys. Rev. Lett., 103(11), 116801/1-4 (2009).
  8. 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).
  9. Kawasugi, Y., Yamamoto, H. M., Hosoda, M., Tajima, N., Fukunaga, T., Tsukagoshi, K., and Kato, R.:
    "Strain-Induced Superconductor/Insulator Transition and Field Effect in a Thin Single Crystal of Molecular Conductor"
    Appl. Phys. Lett., 92, 243508/1-3 (2008).
  10. Yamamoto, H. M., Kosaka, Y., Maeda, R., Yamaura, J., Nakao, A., Nakamura, T., and Kato, R.:
    "Supramolecular Insulating Networks Sheathing Conducting Nanowires Based on Organic Radical Cations"
    ACS Nano, 2(1), 143-155 (2008).

メンバー

主宰者

加藤 礼三
主任研究員

スタッフ研究員

大島 勇吾
研究員

ポスドク

野村 光城
基礎科学特別研究員
崔 亨波
基礎科学特別研究員
草本 哲郎
基礎科学特別研究員
須田 理行
基礎科学特別研究員
Majed ABDEL JAWAD
国際特別研究員
田久保 直子
協力研究員
直江 洋一
特別研究員
上田 康平
特別研究員
圓谷 貴夫
特別研究員

客員研究員・客員技師

山本 浩史
客員主管研究員