フラットバンドの化学構築とバンドフィリング制御

平带的化学构造和带填充控制

基本信息

批准号：
19K22167
负责人：
阿波賀邦夫
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-28 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K22167/
关键词：
フラットバンドトリプチセンバンドフィリング制御

项目摘要

我々はこれまの研究により、C3対称性をもつ分子がハニカム格子に結晶化すれば、必然的にDirac coneやフラットバンドが形成されることを見出している。本研究ではこの物質設計指針に従い、C3対称性をもつ分子骨格としてトリプチセンを選び、ドナーやアクセプター性、あるいは金属イオンへの配位能をもつさまざまな置換基を導入しながら、分子性ハニカム格子の合成すを目指した。本年度は、ハニカム格子の類縁格子であるカゴメ格子を有するMOFを合成した。カゴメ格子には、スピンフラストレーションが期待される。得られた系について、極低温域までの磁気測定と熱測定を行った。この結果、多次元的な相互作用をもつにもかかわらず、磁気的秩序状態に転移することなく、低温ではスピン液体状態にあることが結論された。これは、スピンフラストレーションが長距離の磁気的秩序を阻害したためと考えられる。極低温域における磁気測定と熱測定から、スピン液体状態の磁化率と比熱の温度依存性を実験的に決定することができた。さらに、これを説明するためのモデルについても検討した。さらに本年度は、いくつかの新規トリプチセン誘導体の合成に成功している。ドナー性とアクセプター性を系について、それぞれその合成に成功した。現在、再結晶法や昇華法によって結晶作製を進めており、いくつかの系では、結晶構造解析や物性測定に取り掛かっている。また現在、電解結晶化によってラジカル塩の作製も行っている。

我们发现，从以前的研究中，当C3对称分子结晶成蜂窝晶格时，狄拉克锥和平坦带将不可避免地形成。在这项研究中，根据这些物质设计指南，我们选择了色氨酸作为C3对称性的分子框架，并通过引入具有供体，接受者或共同辅助能力的金属离子能力来综合分子蜂窝晶格。今年合成了与Kagome Lattice的MOF，这是蜂窝晶格的相关晶格。在Kagome晶格中，预计旋转挫败感。将获得的系统经过磁性和热测量，直至极低的温度范围。这得出的结论是，尽管具有多维相互作用，但并未将其转移到磁有序状态，而是在低温下处于旋转状态。这被认为是因为旋转挫败感阻碍了远程磁性顺序。极度低温区域中的磁和热测量允许实验确定磁敏感性的温度依赖性和旋转液态的比热。此外，还研究了一种解释这一点的模型。此外，今年，已经成功合成了几种新的色氨酸衍生物。我们已经成功合成了捐助者和受体系统。当前，正在使用重结晶和升华方法产生结晶，在某些系统中，我们正在研究晶体结构分析和物理性能测量。另外，目前正在通过电解结晶产生自由基盐。