【公開日：2025.07.31】【最終更新日：2025.07.31】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22MS1078

利用課題名 / Title

金属相と超伝導相の境界に位置するβ'–型BEDT-TTF塩の格子揺らぎの探索

利用した実施機関 / Support Institute

自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

ラマン分光, 分子性導電体, 金属－超伝導転移

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

山本 貴

所属名 / Affiliation

愛媛大学大学院理工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

MS-225：顕微ラマン分光

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　分子性結晶では電荷同士の斥力によって生ずる磁性が超伝導に寄与するという非古典的な観点から研究されてきた。一方、格子の振動による電荷同士の引力という古典的な機構の介在まで考慮した研究例は少ない。以前の施設利用では、超伝導体において四個の分子に二個の価電子が拘束される状態が揺らいでいることを見出し、この状態は斥力と引力の影響が拮抗している結果であることを見出した。本課題では、金属と超伝導の性質が観測され不均一電子相が予想される物質β"－(BEDT-TTF)₄[Ga(C₂O4)₃](H₃O)pyridineでも、超伝導がある限りは同様の揺らぎが存在することを、ラマンスペクトルから検証する実験を計画した。その結果、四量体を形成することで生ずる分子内振動が観測され、安定な超伝導体よりも強度が弱いことを見出した。申請者は療養のため2回目の実験を中止したものの、重要な結果を得ることができた。

実験 / Experimental

機器センターの顕微ラマン分光装置（RENISHAW in Via Reflex）を用いて、C=C伸縮振動を中心に測定した。まずは赤色と近赤外のレーザーをそれぞれ用いて、室温のスペクトルを取得した。その後、ヘリウムフロータイプのクライオスタットに装着して、5 Kにおけるスペクトルを測定した。

結果と考察 / Results and Discussion

  室温で測定したところ、近赤外光励起で最もS/N比の良いスペクトルが得られることを見出した。次に試料を5 Kまで冷却して近赤外光を用いて測定を行った。板状単結晶の側面に光を照射した場合は、斥力の評価に用いられるC=C伸縮振動は良く観測されたものの、引力により分子が集団を形成したときに生ずるC=C伸縮振動の観測は難しかった。今度は、板状単結晶の広い面に光を照射したところ、分子が集団を形成するときに生ずるC=C伸縮振動が観測された。この分子振動の数は安定な超伝導体の時の数と一致していたため、結晶中で四量体が形成可能であることが示唆される。この四量体形成が示唆されるモードの強度は、同じ温度で測定した安定な超伝導体による強度よりも数分の一程度であった。金属と超伝導が混ざったとしても、超伝導が残っている部分では斥力と引力の影響が拮抗しているという予想と合致する。2回目の訪問で、5 Kよりも高い温度で測定することを検討したが、療養ため訪れることができなかったので、次年度以降に施設利用することを検討している。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件