伝導性・磁性の両方から興味が持たれる新規ドナー分子の開発

开发具有导电性和磁性的新型供体分子

基本信息

批准号：
08740553
负责人：
内藤俊雄
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740553/
关键词：
伝導性磁性新規ドナー分子分子性金属有機磁性体

项目摘要

上記の課題名で1年間研究を進めてきた結果、その目標の条件を満たした新規ドナー分子が合成された。この分子は遷移金属や希土類元素などの常磁性金属イオンを中心金属とする錯体であり、その特徴は、有機伝導体の歴史の中でも最も興味ある物性データを提供し続けてきたBEDT-TTF分子と二つのシアノ基を配位子に持ったアニオンだということである。分子全体の大きさや形状はBEDT-TTFそのものとさほど変わらないため、固体(結晶)中でBEDT-TTF側はこれまでのように自己集積し、高密度の硫黄原子同士の多次元ネットワークを組むことが期待される。これは分子軌道計算の結果からも支持される予想である。つまりBEDT-TTFを配位子とすることにより、まず高い伝導性を確保しようとした。次にこの錯イオン全体は負の電荷を持つため、正の電荷を持つイオンをカウンターイオンとして結晶化する。このときシアノ基が二つあることにより、金属イオンが共存すれば配位結合を形成して積極的に結晶中に金属イオンを取り込むことが期待される。つまりシアノ基は、中心金属とカウンターイオンの金属とを架橋して結ぶ役割を期待されている。もしこれら二種の金属イオンのスピンが異なれば、この両者の磁気的相互作用のいかんに関わらず固体全体としては強磁性を示すことが期待される。こうして有機分子性物質としては初の金属的導電性とバルク強磁性を兼ね備えた固体をめざしている。また、本研究によって開発された新規ドナー分子は、その分子構造上の特徴により、多数の、これまでにドナーにない優れた特質を実現している。例えば、溶解度が高く、それもカウンターイオンによって変えられる点、酸化電位がBEDT-TTFよりもはるかに低い点、BEDT-TTFと金属イオン上のスピンとの相互作用を確保している点、二種類の金属イオンを導入でき、それらの間の相互作用の確保している点などである。

在根据上述主题名称进行了一年的研究之后，合成了符合目标条件的新捐助者分子。该分子是由顺磁金属离子（例如过渡金属）和稀土元素（如中央金属）组成的复合物，其特征是它是一个BedTTTTF分子，该分子一直在有机导体史上提供最有趣的物理性能数据，以及一个带有两个Cyano组的阴离子。由于整个分子的大小和形状与BEDT-TTF本身的大小没有太大不同，因此预计固体（晶体）中的BEDT-TTF侧将像以前一样自组装，并且会形成高密度硫原子的多维网络。这是一个预测，也得到了分子轨道计算结果的支持。换句话说，通过将BEDT-TTF用作配体，首次尝试是确保高电导率。整个复合物离子具有负电荷，因此正电荷被结晶为反离子。在这种情况下，存在两个Cyano群，预计如果金属离子共存，将形成配位键，并且金属离子将被积极地掺入晶体中。换句话说，预计氰基群将在桥接中央金属和反离子金属上发挥作用。如果这两种类型的金属离子的旋转不同，则预计整个固体将表现出铁磁特性，而不管这两种之间的磁相互作用如何。因此，该公司旨在成为一种固体，是第一个结合金属电导率和大量铁磁特性的有机分子材料。此外，由于本研究中新的供体分子的分子结构特性，新型供体的分子结构具有许多出色的特征，这些特征在过去尚未发现。例如，它具有较高的溶解度，可以通过反离子进行更改，其氧化潜力远低于BEDT-TTF的氧化电位，可确保BEDT-TTF与金属离子上的旋转之间的相互作用，并确保两种类型的金属离子之间的相互作用。