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主任研究員研究室加藤分子物性研究室

主任研究員加藤礼三（D.Sci.）

英語ページ

研究概要

「分子」は自然が与えてくれる究極のナノ材料です。有機分子のような分子から集まってできた結晶は、かつては絶縁体の代表でした。しかし、現在では分子から、金属のように電気を通したり、さらに超伝導体になるものが合成されています。これらの分子性導体は、電気を流している電子(伝導電子)の状態を記述することがこれまでの無機金属よりもはるかに容易であるという際立った特徴を持っています。また、その動きが１次元(直線)あるいは２次元(平面)に限られていることによって、様々な不思議な物理現象が生み出されます。さらに、分子性導体は、ほんのわずかな圧力などを加えただけで劇的に(例えば絶縁体から金属あるいは超伝導体へ)状態変化するという「柔らかさ」を持っています。化学の手法を使えば、無限ともいえる多様な分子を合成することができます。当研究室は、革新的な性質を持つ分子性導体の開発に取り組んでいます。

研究主分野

化学

研究関連分野

数物系科学
機能物性化学
物性II

キーワード

分子性導体
金属
半導体
超伝導

主要論文

1. Kato, R., and Suzumura, Y.:
"A Tight-binding Model of an Ambient-pressure Molecular Dirac Electron System with Open Nodal Lines"
J. Phys. Soc. Jpn. 89, 044713, 1-5 (2020).
2. Bourgeois-Hope, P., Laliberte, F., Lefrancois, E., Grissonnanche, G., Rene de Cotret, S., Gordon, R., Kitou, S., Sawa, H., Cui, H. B., Kato, R., Taillefer, L., and Doiron-Leyraud, N.:
"Thermal Conductivity of the Quantum Spin Liquid Candidate EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2: No Evidence of Mobile Gapless Excitations"
Phys. Rev. X 9, 041051, 1-8 (2019).
3. Kawasugi, Y., Seki, K., Tajima, S., Pu, J., Takenobu, T., Yunoki, S., Yamamoto, H. M., and Kato, R.:
"Two-dimensional ground-state mapping of a Mott-Hubbard system in a flexible field-effect device"
Science Advances, eaav7282, 1-9 (2019).
4. Fujiyama, S. and Kato, R.:
"Fragmented Electronic Spins with Quantum Fluctuations in Organic Mott Insulators Near a Quantum Spin Liquid"
Phys. Rev. Lett. 122, 147204, 1-6 (2019).
5. Kato, R., Cui, H. B., Tsumuraya, T., Miyazaki, T., and Suzumura, Y.:
"Emergence of the Dirac Electron System in a Single-Component Molecular Conductor under High Pressure"
J. Am. Chem. Soc. 139(5), 1770-1773 (2017).
6. Kawasugi, Y., Seki, K., Edagawa, Y., Sato, Y., Pu, J., Takenobu, T., Yunoki, S., Yamamoto, H. M., and Kato, R.:
"Electron-Hole Doping Asymmetry of Fermi Surface Reconstructed in a Simple Mott Insulator"
Nat. Commun. 7, 12356/1-8 (2016).
7. Ishikawa, T., Hayes, S. A., Keskin, S., Corthey, G., Hada, M., Pichugin, K., Marx, A., Hirscht, J., Shionuma, K., Onda, K., Okimoto, Y., Koshihara, S., Yamamoto, T., Cui, H. B., Nomura, M., Oshima, Y., Jawad, M. A., Kato, R., and Miller, R. J. D.:
"Direct Observation of Collective Modes Coupled to Molecular Orbital-Driven Charge Transfer"
Science, 350(6267), 1501-1505 (2015).
8. Cui, H. B., Kobayashi, H., Ishibashi, S., Sasa, M., Iwase, F., Kato, R., and Kobayashi, A.:
"A Single-Component Molecular Superconductor"
J. Am. Chem. Soc. 136(21), 7619-7622 (2014).
9.Kato, R.:
"Development of π-Electron Systems Based on [M(dmit)2] (M= Ni and Pd; dmit: 1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolate) Anion Radicals"
Bull. Chem. Soc. Jpn. 87(3), 355-374 (2014).
10.Yamamoto, H. M., Nakano, M., Suda, M., Iwasa, Y., Kawasaki, M., and Kato, R.:
"A Strained Organic Field-Effect Transistor with a Gate-Tunable Superconducting Channel"
Nature Commun. 4, 2379/1-7 (2013).