鉄フタロシアニン系分子性伝導体が示す巨大磁気抵抗効果を制御する分子設計の確立

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ジシアノ鉄フタロシアニンFe(Pc)(CN)2からなる電気伝導性結晶は巨大な負の磁気抵抗効果を示す。その発現機構においてFeの局在dスピン(S=1/2)間の反強磁性相互作用、および、π伝導電子と局在dスピン間の磁気的相互作用Jπdの双方が重要な役割を担っているが、本課題ではこれらの相互作用の制御を通して巨大な負の磁気抵抗効果を制御し得る分子設計の確立を目指している。Fe(Pc)(CN)2には多様な分子設計の自由度が存在する。例えば、Pcをそれと類似した分子構造をもつ環状配位子に置換すれば、π伝導電子が存在するHOMO準位を制御できる。HOMO準位を低下させる分子設計はJπdを増強し、磁気抵抗効果の増大を引き起こすかも知れない。そのような期待のもとでJπdを増強する分子設計として昨年度着手したPcを1,2-Ncに置き換えた系について、得られた知見をまとめた論文が国際学術誌に受理された。また、磁気抵抗効果を増大する分子設計においては分子間相互作用を確保することが肝要であることが示されたことを受け、Pcとほぼ同じ構造（大きさ）のtbpや、Pcへの分子修飾を施した新規導電性結晶の作製にも取り組んだ。前者からは非常に興味深い結晶構造の系が得られている。昨年度から注目しているフタロシアニンラジカルを構成要素とするモット絶縁体については、電界効果の利用、または、化学的にキャリアドープできる系を見出した。電界効果については、その成果をまとめた論文を国際学術誌に投稿し受理されている。引き続き、キャリアドープにより電子相転移を誘起できる可能性を探索している。