加藤分子物性研究室

「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

• 新しい超分子構造の構築とその電子物性
• 結晶構造と電子物性との相関に関する研究
• 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

主要論文

1. Kusamoto, T., Yamamoto, H. M., Tajima, N., Oshima, Y., Yamashita, S., Kato, R.:
   "Bilayer Mott System Based on Ni(dmit)2 (dmit = 1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolate) Anion Radicals: Two Isostructural Salts Exhibit Contrasting Magnetic Behavior"
   Inorg. Chem., 51, 11645-11654 (2012)
2. Kiss, T., Chainani, A., Yamamoto, H. M., Miyazaki, T., Akimoto, T., Shimojima, T., Ishizaka, K., Watanabe, S., Chen, C. T., Fukaya, A., Kato, R., and Shin, S.:
   "Quasiparticles and Fermi Liquid Behaviour in an Organic Metal"
   Nature Communications, 3, 1089/1-6 (2012)
3. 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)
4. 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)
5. 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)
6. 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)
7. 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)
8. 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)
9. 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)
10. 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)