分子性伝導体の低温構造と磁気構造の研究

分子导体低温及磁结构研究

• 批准号: 06640470
• 负责人: 澤 博
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06640470/
• 关键词: 分子性伝導体; 金属-絶縁体転移; リエントラント転移; DCNQI; 低温構造; 反強磁性体; 一次相転移

本研究で取り上げた分子性伝導体(DCNQI)_2Cuについての研究は現在も進行中であるが、本年度の研究では極めて興味深い結果が得られた。この系における特徴的な圧力-温度の相図がDCNQI分子とCuとの間の電荷移動量によって理解されることが、Cu siteへの置換効果による研究から明らかとなった。圧力と電荷移動の関係をつなぐ鍵となるのがCuの配位角である。圧力によりこの配位角が変化し、これによる結晶場の変化がdのレベルと一次元バンドとの相対位置を変化させ電化移動が生じるというシナリオを我々は提案した。従って、このモデルの正当性を調べるために選択的に重水素化した一連の(DMe-DCNQI)_2Cuの低温構造を調べることは極めて重要な研究である。また、重水素置換した(DMe-DCNQI)_2Cuは比較的大型の単結晶ができることと、水素による非弾性散乱が除去できるため中性子回析の実験に適しており、懸案となっている絶縁相での反強磁性の磁気構造を詳細に決定することができると考えている。まず、結晶作成についてであるが、DMe-DCNQI分子の8個の水素を選択的に重水素で置換したDMe-DCNQI-d_nを合成した。合成法についての詳細は論文にて発表した。これらを用いて拡散法で得た単結晶を用いてX線による低温構造解析と中性子回折実験を行っている。まず、X線による低温構造解析は、イメージングプレートとHeガスの冷凍機の組み合わせで行った。これにより、(DMe-DCNQI-d_7)_2Cuにおける金属-絶縁体転移の前後での体積変化が極めて精度よく測定され、金属相と絶縁相での平均構造の解析を行うことに成功した。これによると、Cuの配位角が転移点で不連続に変化していることがわかり、先のモデルをこの結果は支持している。この系特有のリエントラント(金属-絶縁体-金属)転移を生じる重水素置換体(DMe-DCNQI-d_2)_2Cuの低温構造については現在実験を行っている。中性子回折実験については、(DMe-DCNQI-d_7)_2Cuの単結晶による予備的な実験を行った。絶縁相での反強磁性構造を決定するために約0.8mgの単結晶を用いて1.5〜10Kでの測定を行ったが、核散乱に対して磁気散乱の強度が小さいために有為なシグナルが得られなかった。現在この結果を元に、更に大きなサイズの単結晶を作成している。

这项研究中提到的分子导体（DCNQI）_2CU的研究仍在进行中，但是今年的研究产生了非常有趣的结果。替代效应对CU位点的研究表明，该系统中的特征压力温度相图通过DCNQI分子和Cu之间的电荷转移量来理解。连接压力和电荷传递之间关系的关键是CU配位角。我们提出了一种情况，在这种情况下，压力会改变该协调角，从而导致晶体场的变化，改变了D水平和一维频带的相对位置，从而导致电化传递。因此，研究一系列选择性剥离（DME-DCNQI）_2CU的冷结构是一项至关重要的研究，以研究该模型的有效性。此外，氘取代（DME-DCNQI）_2CU适用于中子衍射实验，因为它会产生相对较大的单晶体，并且可以去除由氢引起的非弹性散射，使其适用于中子衍射实验，我们相信在胰岛素磁性结构中，可以确定胰岛素磁性结构，这是一个确定的细节。首先，关于结晶，合成了DME-DCNQI-D_N，其中DME-DCNQI分子中的八个氢被选择性地用氘代替。合成方法的详细信息发表在论文中。使用这些，我们使用通过扩散方法获得的单晶进行了低温结构分析和中子衍射实验。首先，使用成像板和HE冰箱的组合进行了基于X射线的低温结构分析。这允许在（DME-DCNQI-D_7）_2CU中的金属 - 绝缘体转变之前和之后的体积变化极为准确，并成功地分析了金属相和绝缘相的平均结构。这表明CU的配位角在过渡点不连续变化，并且该结果支持了先前的模型。我们目前正在对氘取代的低温结构（DME-DCNQI-D_2）_2CU进行实验，该_2CU产生了该系统所特有的rectrant（金属 - 绝缘子 - 金属）跃迁。对于中子衍射实验，使用（DME-DCNQI-D_7）_2CU的单个晶体进行了初步实验。使用约0.8 mg的单晶在1.5-10k处进行测量，以确定绝缘阶段的抗铁磁结构，但是由于相对于核散射的磁散射强度较小，因此没有获得明显的信号。目前，基于此结果，正在产生更大尺寸的单晶。

项目成果

S.Aonuma et al.: "Chemical Pressure Effect by Selective Deuteration in Molecular-Based Conductor,(DMe-DCNQI)_2Cu" J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2. (in press). (1995)

S.Aonuma 等人：“分子基导体中选择性氘化的化学压力效应，(DMe-DCNQI)_2Cu”J.Chem.Soc.，Perkin Trans.2。

M.Tamura et al.: "Enhanced Magnetic Susceptibility of (DI-DCNQI)_2Cu" Solid State Commun.93. 585-588 (1994)

M.Tamura 等人：“(DI-DCNQI)_2Cu 的增强磁化率”固态 Commun.93。

S.Uji et al.: "Fermi Surface and Absence of Additional Mass Enhancement" Solid State Commun.93. 203-207 (1994)

S.Uji 等人：“费米表面和缺乏额外质量增强”固态 Commun.93。

H.Sawa et al.: "Charge-Transfer-Controlled Phase Transition in a Molecular Conductor,(DMe-DCNQI)_2Cu---Doping Effect---" J.Phys.Soc.Jpn.63. 4302-4305 (1994)

H.Sawa等人：“分子导体中的电荷转移控制相变，(DMe-DCNQI)_2Cu---掺杂效应---”J.Phys.Soc.Jpn.63。

Y.Kashimura et al.: "Anomalous Pressure-Temperature Phase Diagram of the Molecular Conductor,(DI-DCNQI)_2Cu" Solid State Commun.93. 675-679 (1994)

Y.Kashimura 等人：“分子导体的异常压力-温度相图，(DI-DCNQI)_2Cu”固态Commun.93。