理学研究科物理学専攻 物性実験Ｉ 分子物性物理グループ
金属材料研究所 低温電子物性学研究部門 佐々木研究室

http://cond-phys.imr.tohoku.ac.jp/

takahiko@imr.tohoku.ac.jp

柔らかい有機物質中に多様な電子の個性を創製する
 分子性導体
優柔不断な電子たちの集団行動．．．

 強相関電子系

 導電性高分子

赤外光学物性

有機ポリマー超伝導．．．の夢

低温輸送物性理学研究科物理学専攻 物性実験Ｉ 分子物性物理グループ
金属材料研究所 低温電子物性学研究部門 佐々木研究室

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研究室HP http://cond-phys.imr.tohoku.ac.jp/

物理学専攻HP 5月Topics
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金属材料研究所HP

分子性導体に特徴的な多自由度（電荷・スピン・分子格子）がやわらかく協奏する強相関電子物性の世界
バルク結晶

分子積層

ダイマー分子性物質が有する階層性と分子自由度
メンバー（2020.5現在）

教授
佐々木孝彦
准教授
井口 敏助教
古川哲也
助教
杉浦栞理
秘書
小林亜紀
D1(IGPAS：インドネシア) 1名
M2（山形大（自己推薦），東邦大）2名
M1(東北大）１名（M1 IGPAS：インドネシア 1名）
B4

 階層構造分子 自己組織化
 非線形性電子  散逸構造
 不均質とゆらぎ

次世代複雑系
電子状態の開拓・解明へ

低温G（佐々木，塚﨑，野島） 2019年11月芋煮会

Physics of correlated p-electrons
in flexible assembly of organic molecules

13/25

p-electrons

Single crystals of organic superconductor

LT-HF transport

Self-assembled conductive polymer film

Microscope IRSynchrotron IR

spectroscopic investigations on charge dynamics
in molecular materials

spin-charge degrees
of freedom in soft
molecular lattice• Metal-insulatortransition• Superconductivity• Quantum
spin/dipole liquid

BEDT-TTF molecule based organic conductor
1mm

10nm

k-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2(BEDT-TTF)2X

 1.5nmdimerization

STM image on
the as-grown surface

H or D

BEDT-TTF layerSC charge transfer salt
 quasi-two dimensional structure
 one hole/ two BEDT-TTF : 1/4 filling
anion X layer

5/28

BEDT-TTF molecule

S=1/2e-+eanion X layer

one hole / one BEDT-TTF dimer
1/2 filling strongly correlated electron system

Schematic phase diagram of p-electrons in dimer system relaxer type dielectric response charge order/charge glass quantum spin liquid anisotropic superconductivity
 Mott transition disorder effect• geometrical frustration• inter-site Coulombinteraction V• glass transition• non-equilibriumprocess

Charge glass and crystal

14/25

V

Science 357, 1381-1385 (2017)
Anion layer

BEDT-TTF layer

 Geometric frustration
 Inter-site Coulomb
repulsive interaction

Charge glass state in p electrons ?Charge glass and Crystal

Science 357, 1381-1385 (2017)14/25

 Characteristic “dome”(or “nose”)
structure

Time-Temperature-Transformation (TTT) diagram at charge glass formation in electron system

高分子導電体PEDOT/PSSの階層構造性と電子状態
PEDOT poly(3,4-ethylenedioxythiophene)

PSS poly(4-styrenesulfonate)

薄膜作製

高電気伝導化
伝導特性・光学特性

Touch panel

Organic solar cellzx

精密構造解析＠SPring-8

修士・博士テーマ/輪講/セミナー
2016

2017
2018

2019

博士 幾何学的フラストレーションを有する分子性有機導体における電荷ガラス形成と結晶化ダイナミクス
博士 導電性高分子PEDOT/PSS膜の高次構造制御と電子輸送特性の研究
修士 導電性高分子PEDOT/PSSの構造と電気伝導に対するポストトリート
メントの効果修士 有機電荷秩序絶縁体q-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4の電荷ガラス形成に対するエックス線照射効果
修士 有機電荷秩序絶縁体θ-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4の 電荷結晶化
ダイナミクス
修士 分子性電荷移動錯体α“-(BEDT-TTF)2Rb1.2Co(SCN)4 の金属－絶縁体転移
修士 モット絶縁体(BEDT-TTF)Cu[N(CN)2]2におけるエックス線照射効果
修士 分子性電荷移動錯体α“-(BEDT-TTF)2Rb1.2Co(SCN)4の磁気輸送特性と磁気誘電効果
修士 分子性有機導体θ-(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4における電荷結晶化過程の比熱測定学士 エックス線照射により分子欠陥を導入した有機超伝導体の赤外スペクトル測定

輪講（週1） 2019年 イバッハ/リュート 固体物理 2020年 ティンカム：超伝導研究室ミーティング(週1) 進捗状況報告・論文紹介

研究室(居室)

金研1号館３階居室フロア

研究室(実験室)

研究室(実験室)

SPring-8実験（大型放射光施設）
BL43IR 赤外物性ビームライン

兵庫県光都

BL43IR 磁気光学ステーション

研究室 http://cond-phys.imr.tohoku.ac.jp/ （イベント，研究室日記）

小学校への出前授業（毎年２校くらい）

2019年金研バレーボール大会 優勝
金研フットサル大会 ほぼ最下位

金研花見メンバー（2020.5現在）

教授
佐々木孝彦
准教授
井口 敏助教古川哲也助教杉浦栞理
秘書小林亜紀
D1(IGPAS：インドネシア) 1名
M2（山形大（自己推薦），東邦大）2名
M1(東北大）１名（M1(10月~) IGPAS：インドネシア1名）
B4

低温G（佐々木，塚﨑，野島） 2019年11月芋煮会