超伝導発現をめざした電荷移動塩積層膜の構造安定化の研究

面向超导的电荷转移盐叠层薄膜结构稳定研究

• 批准号: 05650007
• 负责人: 和泉 充
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: 東京商船大学
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650007/
• 关键词: 電荷移動錯体; 導電性LB膜; 有機超電導; 低次元物質; 有機機能性薄膜; π(パイ)電子糸

超電導物質としてユニークな一群をなす有機電荷移動錯体(CTC)はπ電子系の示す興味深い振舞いが注目されている。われわれはEDT-TTF(ethylenedithio-tetrathiafulvalene)をドナー分子とするヨウ素のアニオンとのCTCをラングミュア・ブロジェット(LB)法により薄膜化して物性研究を行なっている。本研究はLB法により多層膜にした試料を40-50℃でアニール処理をすることにより長期間安定な分子集積構造をもつ膜を得ることに成功し、電気伝導機構に重要な役割をになうアニオン分子の配向状態と構造解析を行なったものである。以下に研究成果を列挙する。1.アルキル鎖を修飾したEDT-TTF(SC_<18>)_2を合成し、純水をサブフェイズとする気液界面上に展開し表面圧-面積曲線を測定し、等温圧縮率を評価した。これをガラス基板のみならずポリイミド基板上にもdippingをおこない、ヨウ素ガス中でCTCとし電気伝導性LB膜を得ることができた。2.1.の膜を長時間低温でアニールすることにより、X線回析で積層秩序を評価するかぎりもっとも高い積層秩序をもつLB膜とすることに成功した。3.上記の膜を原子間力顕微鏡で評価したところLB膜としては極めて顕著に積層周期の半周期の整数倍に対応するステップ構造が観察され[2]とよい一致を示した。4.膜面内の高い電気伝導度(1S/cm at 300K)はTTFカラムにそうπ電子軌道におけるアニオンとの間での電荷移動が支配していると孝察される。そこでシンクロトロン軌道放射X線によりその高い直線偏光に注目してアニオンI_3の分子配向をXANES(X線吸収端近傍構造分光)により調べた。詳細な測定の結果アニオンは積層面内にその分子軸を平行に分布していることが初めて明らかにされた。5.これらの結果からこのCTCの面内最密充填構造を組み立てて構造モデルを提出した。モデルではアルキルブロック間での高い一次元電気伝導性を示唆する構造となり、最近作成に成功した同型単結晶との構造比較が進行中である。6.この系では現状では超伝導は観察されていないが、その実現のためにはより2次元性の高い電子軌道を構成する必要がある。本研究成果により、ドナーおよびアニオンを取捨選択することにより、高い次元性をもった電子状態を創成する方法論を確立したといえる。

Super conductive material と し て ユ ニ ー ク な a group of を な す organic charge mobile misprinted (CTC) は PI an electronics の す tumblers in deep い い vibration dance が attention さ れ て い る. わ れ わ れ は EDT - the vera.ttf (ethylenedithio - tetrathiafulvalene) を ド ナ ー molecular と す る ヨ ウ element の ア ニ オ ン と の CTC を ラ ン グ ミ ュ ア · ブ ロ ジ ェ ッ ト (LB) method に よ り film change し て property research line を な っ て い る. This study は LB method に よ り multilayer に し た sample を 40-50 ℃ で ア ニ ー ル 処 Richard を す る こ と に よ り long-term stability between な molecular set product structure を も つ membrane を must る こ と に し success, electricity 気 伝 guide institutions に important cut を な service に な う ア ニ オ ン molecular の match line to state と tectonic analytical を な っ た も の で あ る. The following に research results を list 挙する. 1. ア ル キ ル lock を modified し た EDT - the vera.ttf (SC_ < > 18) _2 を synthetic し, pure water を サ ブ フ ェ イ ズ と す る 気 圧 - liquid interface に launched し surface area curve を し, isothermal 圧 shrinkage を review 価 し た. こ れ を ガ ラ ス substrate の み な ら ず ポ リ イ ミ ド substrate に も dipping を お こ な い, ヨ ウ element ガ ス で in CTC と し electric 気 伝 conductivity LB film を must る こ と が で き た. 2.1. の membrane を long cryogenic で ア ニ ー ル す る こ と に よ り, X-ray analysis で を horizon order review 価 す る か ぎ り も っ と も high い horizon order を も つ LB film と す る こ と に successful し た. 3. Written の membrane を interatomic force 顕 micromirror で review 価 し た と こ ろ LB film と し て は extremely め て 顕 the に horizon cycle の half cycle の integer times に 応 seaborne す る ス テ ッ プ tectonic が 観 examine さ れ [2] と よ い consistent を shown し た. 4. The membrane surface in high の い electric 気 伝 conductance (1 s/cm at 300 k) は the vera.ttf カ ラ ム に そ う PI electron orbital に お け る ア ニ オ ン と の between で の charge mobile が dominate し て い る と filial piety was さ れ る. そ こ で シ ン ク ロ ト ロ ン orbit radiation X-ray に よ り そ の high い linear polarization に attention し て ア ニ オ ン I_3 の ligands to を XANES (X-ray suction 収 nearly alongside structural spectral) に よ り adjustable べ た. Determination of detailed な の results ア ニ オ ン は product level within に そ の molecules parallel to the axis を に distribution し て い る こ と が early め て Ming ら か に さ れ た. 5. <s:1> れら <s:1> results ら ら <e:1> CTC を in-plane densest filling structure を group み independent てて structure モデ モデ を を proposed た. モ デ ル で は ア ル キ ル ブ ロ ッ ク で between high の い a yuan electric 気 伝 conductivity を in stopping す る tectonic と な り に, recent successful し た type with 単 crystallization と の structure comparison が underway で あ る. 6. こ の is で は status quo で は super 伝 guide は 観 examine さ れ て い な い が, そ の be presently の た め に は よ り 2 dimensional の high い electron orbital を constitute す る necessary が あ る. This research results に よ り, ド ナ ー お よ び ア ニ オ ン を trade-off sentaku す る こ と に よ り, high い dimensional を も っ た electronic state を chuang cheng す を る methodology established し た と い え る.

项目成果

M.Izumi: "Molecular Orientation of Polyiodides in a conducting LB film based on TTF type π CT salt." Synthetic Metals. 56. 2560-2565 (1993)

M.Izumi：“基于 TTF 型 π CT 盐的导电 LB 薄膜中的聚碘化物的分子取向。”56. 2560-2565 (1993)

M.Izumi: "X-ray absorption and diffraction study of iodine intercalated conducting LB film." Photon Factory Activity Report. 印刷中. (1994)

M.Izumi：“碘插层导电 LB 薄膜的 X 射线吸收和衍射研究”，正在出版。

H.Ohnuki: "X-ray absorption and diffraction investigations of iodine intercalated conducting LB film." Thin Solid Films. 印刷中. (1994)

H.Ohnuki：“碘插层导电 LB 薄膜的 X 射线吸收和衍射研究”，出版中（1994 年）。