RESEARCH ACTIVITY

なぜ固体中の電子はガラス化するのか?その謎を初解明

 窓ガラスなどに代表される「ガラス」物質は、われわれの生活になじみが深いにもかかわらず、その形成メカニズムは未だ完全には理解されていません。そのため、物性物理学に残された最大の未解決問題の一つとされてきました。
 金属材料研究所の橋本顕一郎助教、佐々木孝彦教授の研究グループは、東邦大学理学部、高輝度光科学研究センター(JASRI)、山梨大学工学部、東北大学多元物質科学研究所、東京大学物性研究所、高エネルギー加速器研究機構(KEK)物質構造科学研究所、ゲーテ大学フランクフルト(ドイツ)と共同で、固体結晶中の電子がガラス化・結晶化するメカニズムを解明することに初めて成功しました。
 研究グループは、有機固体結晶中の電子のガラス化および結晶化過程を詳細に調べることで、電子のガラス化現象は一般的なガラス形成物質と多くの類似点をもつことを明らかにしました。本研究成果は、自然界で普遍的に現れるガラス化現象への理解をより一層深めるものと考えられます。
 本研究成果は、2017年9月29日(米国東部標準時)発行の米科学誌「Science」誌に掲載されました。
 詳細1: プレスリリース本文 [PDF:712KB]
 詳細2: Science ウェブサイト [DOI:10.1126/science.aal3120]

 

(a)本物質で起こりうる様々な電荷配置。徐冷すると対角型の電荷配置をとるが、急冷すると様々な電荷配置が混ざり合ったガラス状態になる。V1とV2は二等辺三角格子上のクーロン斥力を表している(V1>V2)。(b)様々な電荷配置に対するエネルギー状態。水平型が最も安定な電荷配置となるが、急冷により準安定状態に落ち込むとガラス状態になる。