有機磁性体の低温強磁場中での磁気トルク測定

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○研究目的有機磁性体フタロシアニン系の一つ、鉄フタロシアニンTPP [Fe (Pc) (CN) 2] 2は巨大な負の磁気抵抗(20K、15Tで2桁小さな電気抵抗になる)を示すことで注目されているが、その起源はπ-d相互作用に関係しているものの必ずしも明確になったとは言い難い。起源探求のためには、同じ構造を持つ他の関連物質の磁気的性質の探求も欠かせない。特に、Mn(マンガン)を含むフタロシアニンTPP [Mn (Pc) (CN) 2] 2については、これまで何の測定もなされておらず、その磁気的性質の解明が待たれていた。本研究では、TPP[Mn (Pc) (CN) 2] 2の磁気的性質の探求を行なった。○研究方法7Tまで印加できる超伝導磁石、0.4Kまでの低温に到達できる3He冷凍機を使用して、上記試料の単結晶を用いて実験を行った。原子間力顕微鏡用のカンチレバーの先端に試料を乗せ、低温下、強磁場中で、磁気トルクを測定した。カンチレバーはSQUIDよりも感度が高いので、試料の質量は1μgで十分である。本実験で用いた超伝導磁石は、磁場方向を変えることができ、試料のc軸を含む平面内、ab面内で磁場を回転した。○研究成果c軸を含む平面内で磁場を回転させながらトルク強度の角度依存性を測定すると、結晶の2回対称性を示すシグナル以外に、もう一つのピークが現れた。これは強磁性の出現と解釈できる。また、ab面内で磁場を回転させながらトルク強度の角度依存性を測定すると、結晶の4回対称性を示すシグナルが見え、これはひずんだノコギリ歯状の形状を示した。これは、反強磁性の出現を示唆している。TPP [Mn (Pc) (CN) 2] 2においては、d電子の強磁性、π電子の反強磁性の出現と解釈できる。フタロシアニン系で強磁性を検出したのは初めてで、π-d相互作用に関する新しい知見が得られた。現在、本研究を深め、これまでの成果を論文にまとめている。