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。

This study is based on the molecular conductor (DCNQI)_2Cu. The study is currently in progress. The results of this year's study are extremely interesting. The characteristics of the system are: pressure versus temperature, charge transfer between DCNQI molecules and Cu sites, displacement effects, etc. The relationship between pressure and charge transfer is the bond and the coordination angle of Cu. The coordination angle of the crystal field is changed, and the first order element is changed, and the electrochemical movement is generated. It is very important to study the low-temperature structure of Cu (DMe-DCNQI)_2. DMe-DCNQI)_2Cu is a relatively large single crystal, which can be determined in detail by analyzing the antiferromagnetic structure of the insulating phase. DMe-DCNQI-d_n is synthesized by substitution of 8 elements selected from DMe-DCNQI molecules. The synthesis method is very detailed. This method is used to obtain crystals from X-ray diffraction and low temperature structural analysis. X-ray analysis of cryogenic structures and their application to refrigeration equipment (DMe-DCNQI-d_7)_2Cu: The volume change before and after the metal-insulator phase transition was determined with high precision and the average structure analysis of metal phase and insulator phase was successfully carried out. The coordination angle of Cu is shifted from one point to another, and the result is supported. This system is characterized by the transition from metal-insulator-metal to heavy element (DMe-DCNQI-d_2)_2Cu. (DMe-DCNQI-d_7)_2Cu crystal preparation The determination of antiferromagnetic structure of the phase is about 0.8 mg. The measurement of magnetic scattering intensity is about 1.5 ~ 10K. Now this result is being achieved in a single crystal, even larger.

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。