プレスリリース・研究成果

一般財団法人総合科学研究機構中性子科学センターの松浦直人主任研究員、東北大学金属材料研究所の佐々木孝彦教授、東京電機大学理工学部の中惇准教授、山梨大学大学院総合研究部の米山直樹教授らはドイツ・フランス研究グループとの国際共同研究により、量子スピン液体の候補物質として長年研究されてきた分子性有機物質κ-(BEDT-TTF)₂Cu₂(CN)₃で、特定の分子格子振動の減衰状態が6 Kを境に急激に変化することを世界で初めて発見しました（図１）。この研究では、新型コロナウイルス感染症の世界的拡大下において、仏国のラウエ・ランジュバン研究所での中性子非弾性散乱実験が国際リモート実験として実施されました（図２*）。また、分子二量体（ダイマー）内の電荷の偏りを考慮した理論モデルとの比較により、6 K以下ではκ-(BEDT-TTF)₂Cu₂(CN)₃内のBEDT-TTF分子が四量体を組むスピン一重項状態が形成されることが示唆されました（図３*）。この分子格子振動の特徴的な減衰は、他の電子誘電性を示す分子性有機物質においても、パイ電子の秩序化に伴って変化することから、分子性有機導体ではパイ電子と特定の分子格子が強く結合していることを示しています。本成果は、分子性有機物質における分子格子と結合したパイ電子の物性研究を加速する成果です。

本研究成果は、米国の科学雑誌「Physical Review Research」版に12月20日付でオンライン掲載されました。