Development of energy-conversion materials by control of supramolecular organization and vibronic interaction

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低熱伝導率、低次元性、強相関電子系という特徴を持つ有機物に着目し、有機熱電材料の開発を目的として、主に以下の成果を得た。1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン（DABCO）をN-アルキル化したCnDABCO (Cn = CnH2n+1)カチオンを対成分とするTCNQラジカルアニオン塩の開発を行い、すでに合成した(C6DABCO)(TCNQ)2を含め、(CnDABCO)(TCNQ)2 (n = 4-7)、(C8DABCO)2(TCNQ)5、(C8DABCO)4(TCNQ)9を得た。X線構造解析の結果、これら全ての塩においてTCNQ分子は1次元積層カラムを形成していた。一方CnDABCOカチオンは、CnDABCO (n = 6-8)の場合は、アルキル基がTCNQ積層カラムに平行になるように配列し、C4DABCOの場合は、アルキル基がTCNQ積層カラムに垂直になるように配列していた。また、C5DABCOの場合は、アルキル基がTCNQ積層カラムに平行なものと垂直なものが存在する混合型となっていた。(CnDABCO)(TCNQ)2 (n = 4-7)では、TCNQ積層方向の1周期がn = 5以外の場合は4分子であるのに対し、n = 5の場合は6分子であった。(C5DABCO)(TCNQ)2では、結晶構造が複雑化し、TCNQ積層方向の周期が長くなっていることにより、熱伝導率の低減が期待できる。(CnDABCO)(TCNQ)2 (n = 4-7)は半導体的導電挙動を示し、室温導電率は、0.1-10 S cm-1程度の比較的高い導電性を示した。また、これらの錯体の磁化率は、1次元交互ハイゼンベルグ鎖様、または、キュリー様の振る舞いを示した。以上より、これらの錯体は、低次元強相関電子系であると考えられる。