後期 水曜日 ３講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 佐々木 孝彦, 井口 敏, 野島 勉. 学期/Semester: 後期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SPH-CMP527J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
金属材料研究所低温電子物性学研究部門，低温物質科学実験室
金属物理学特論－分子性物質の電子的・磁気的物性－
Lecture on the electronic and magnetic properties in molecular materials
π電子系として知られる分子性物質は，d電子系，f電子系である無機化合物と並んで固体電子物性の標準的な研究対象として認識されている．その基礎として，しばしば100 個を超える原子が単位胞に存在する結晶構造の複雑さとは裏腹に，出発点となる電子構造が簡単な強束縛近似で表され単純である．一方で，強相関電子系としての強い電子間相互作用や電子－格子相互作用の効果が合わさることで多様な電子物性や磁気的性質が出現する．本授業では，分子が構成要素となった固体である分子性物質，とくに電気伝導性を示す分子性導体を既習の固体電子論のモデル物質として取り上げ，その電子物性と関連する磁性現象について学び，理解を深める．さらにいくつかの研究トピックスを紹介し，その物理的な意味と重要性を学ぶ．
なお2023年度開講の磁気物理学特論－分子性物質の電子的・磁気的物性－と重複する内容を含むため，2023年度磁気物理学特論受講者は履修においては留意すること．
This course covers the electronic and magnetic properties with strongly correlated nature in the molecular materials. A series of molecular conductors is regarded as one of the strongly correlated electrons system. This course provides an overview of the electronic and magnetic properties observed in molecular materials as a model system in the text book of the solid state physics. Based on the general consideration studied in the first half of the course, several research topics on the intriguing electronic and magnetic phenomena which are actively studied at present are explained for understanding the physical meaning and importance in the condensed matter physics.
Note that this course in 2024 includes overlaps with Advanced Magnetic Physics -Electronic and Magnetic Properties of Molecular Materials-, which will be offered in 2023, so students taking Advanced Magnetic Physics in 2023 should be aware of this.
１．概念化された固体電子論が現実の分子性物質に対して適用できることを理解する．
２．強相関電子状態の意味と出現する電子物性について理解する．
３．分子性物質を舞台とした豊富な電子物性現象の概要を理解する．
This course helps students recognize the application of the basic knowledge of the solid state physics described in the text book to the actual electronic properties appeared in the molecular materials.
以下の内容について学ぶ．全15回（開講日は2024年後期における予定日．都合により変更の可能性あり）
１．分子性物質の基礎
1.1分子性物質研究の歴史(10/2)
1.2 分子性物質の構造 (10/9)
1.3分子性物質中の電子(10/16)
２．分子性物質の強相関電子状態
2.1金属状態と絶縁体状態(10/23)
2.2 強相関電子状態(10/30)
2.3モット絶縁体(11/6)
2.4電荷秩序絶縁体(11/13)
３．分子性物質が示す電子物性現象
3.1電子誘電性(11/20)
3.2電荷のガラス化と結晶化(11/27)
3.3フラストレーションと量子スピン液体(12/4, 12/11)
3.4超伝導の基礎(12/18)
3.5異方性超伝導(12/25)
3.6磁場誘起超伝導(1/8)
3.7電界誘起キャリア注入(1/15)
The contents are as shown below. Total of 15 lessons (Dates are scheduled for the second semester of 2024. The schedule is subject to change according to circumstances.)
1.Basic properties of molecular materials
1.1 Research history of the physics and chemistry of the molecular materials (10/2)
1.2 Structure of the molecular materials(10/9)
1.3 Electrons in the molecular materials(10/16)
2. Strongly correlated electronic states in the molecular materials
2.1 Metallic and insulating electronic states (10/23)
2.2 Strongly correlated electronic states(10/30)
2.3 Mott insulator(11/6)
2.4 Charge ordered insulator(11/13)
3. Electronic and magnetic properties in molecular materials
3.1 Electronic dielectricity(11/20)
3.2 Charge vitrification and crystallization(11/27)
3.3 Geometrical frustrations and quantum spin liquid(12/4, 12/11)
3.4 Superconductibity(12/18)
3.5 Anisotropic superconductivity(12/25)
3.6 Magnetic field induced superconductivity(1/8)
3.7 Electric field induced career doping(1/15)
出席(50%)およびレポート(50%)
Submitted reports(50%), and attendance(50%) are evaluated.
分子性物質の物理－物性物理の新潮流－ 朝倉書店 鹿野田一司，宇治進也 編著
レポート作成
preparation of report
授業実施方法 対面授業
クラスコード g7nhpcd
Onsite lecture
class code g7nhpcd