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フッ素を含む新規グラファイト層間化合物の合成、物性と機能発現のメカニズム

新型含氟石墨层间化合物的合成、物理性质及作用机理

基本信息

批准号：
63604013
负责人：
東原秀和
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.新規化合物の合成。これまでの研究によって新しく見い出された二つの作製プロセスを用いることにより、ホストグラファイトの結晶構造や電子構造が広範囲に制御(高電導体〜半導体〜絶縁体)された一連の物質群CxF、CxMFyを合成した。これらの化合物のうち、CxMFy(MFy=SnF_4、CrF_4CrF_3)については、単結晶X線構造解析とEXAFSによる結晶構造、磁化率とMossbauerスペクトルによって観測された面内二次元相転移を明らかにし、反射率測定とBlinowski-Rigauxモデルによる電荷移動量を評価した。2.CxFのabー軸、cー軸方向の電導度の温変化と残留抵抗。C_6Fのabー軸、cー軸方向の比抵抗ρab、ρcの温度依存性を1.2Kまで測定した。ρcは170K度近に極大値を示し、これより低温側では金属的挙動、高温では半導体的挙動を示す。ρabは全温度範囲にわたって金属的挙動を示す。液体ヘリウム温度での残留抵抗比はρab(4.2K)/ρab(298K)=0.81であり、abー面内伝導に大きな不純物散乱の寄与があることが分かった。3.CxFの磁気抵抗と電子構造、モンゴメリー法を用いて、19Tまでの高磁場下でのC_6Fのρabの磁場依存性を4.2Kまで測定した。この結果から求めたhall mobilityはμ_H【similar or equal】260cm^2V^<-1>S^<-1>であり、キャリアー数はn=1.24×10^<20>cm^<-3>であった。すなわち、C_6Fではグラファイトのπバンドからアクセプターであるフッ素への電荷移動により、πバンドに多くの正孔を生じ、この正孔が伝導キャリアーとなって高電導性を発現することが明らかにされた。キャリアー数からグラファイトからの電荷移動量fc(Cx^<+fc>F^<-fc>)を評価した結果、fc=0.0028となり、電荷移動量はあまり大きくない。フェルミエネルギーは△E_F=0.34eVであった。

1. Synthesis of new compounds. This research is aimed at the synthesis of a series of substance groups CxF and CxMFy, which are composed of the crystalline structure and electronic structure of high-voltage conductors, semiconductors and insulators. The chemical composition, CxMFy(MFy=SnF_4, CrF_4CrF_3), crystal structure, magnetic susceptibility, X-ray structure analysis and EXAFS analysis of the compounds were studied. 2. Temperature variation and residual resistance of conductivity in ab and c axis directions of CxF. Temperature dependence of specific resistance ρab and ρc of C_6F along ab and c axes was measured at 1.2 K.ρc near the maximum value of 170K, low temperature side of the metal, high temperature of the semiconductor The temperature range of the metal is indicated by the temperature range of the metal. The residual resistance ratio of liquid temperature is ρab(4.2K)/ρab(298K)=0.81. 3. The magnetic field dependence of C_6F in high magnetic field at 19T and 4.2 K was determined by the magnetic field resistance, electronic structure and magnetic field separation method. The result is hall mobility μ_H [similar or equal] 260cm^2V^<-1>S^<-1>, n=1.24×10^<20>cm <-3>^. C_6F is a complex of charge transfer, positive hole formation, conduction and high conductivity. The charge transfer amount fc(Cx^<+fc>F^ ) of the charge transfer amount fc(Cx^<+fc>F^<-fc>) of the charge transfer amount fc=0.0028 is evaluated.フェルミエネルギーは△E_F=0.34eVであった。