分子磁性体における強磁性相互作用と伝導-磁性間相互作用

1.分子磁性体[M(9S3)_2]Ni(bdt)_2]_2(M=Ni, Co)における弱強磁性の発現機構を解明した.磁気的には本物質は[M(9S3)_2]^<2+>と[Ni(bdt)_2]^-の二種類の分子からなる1次元鎖と(#1),[Ni(bdt)_2]^-分子のみからなる1次元鎖(#2)の二種類が緩やかに結合したものであるとみなせる.磁性鎖#1は同#2に反強磁性相互作用で結び付けられているが,同時に#1間にも弱い反強磁性相互作用が働いている.磁性鎖#1からなる層がずれて重なるというこの結晶の構造的特長により,この二種類の反強磁性相互作用は競合することとなり,そのエネルギーの上昇分を抑えるために磁性鎖#1上のスピンが傾き,弱強磁性が発生していることが予測された.そこでこのモデルに基づき分子場近似による計算を行ったところ,本物質の特徴である非常に大きな自発磁化が発生することが確認された。2.分子磁性導体における磁性-伝導相互作用(π-d相互作用)を強化するため,d電子系(アニオン)を引き付ける特徴を持つπ系分子(ドナー)を用いた新規磁性導体(EDT-TTFBr_2)_2FeBr_4を作成,その物性を調べた.アニオンがドナーに引き寄せられることにより両者の間に非常に近い接触が存在し,アニオンはこの接触を通したπ-d相互作用により11Kという高い温度で反強磁性に転移することが分かった.この磁性は強いπ-d相互作用により伝導にも影響を与え,反強磁性転移温度以下で大きな負の磁気抵抗が観測された.この負の磁気抵抗はアニオンの作る磁気ポテンシャルが伝導電子の絶縁化状態を安定化していることに起因していると考え,そのモデルを検証するためにπ-d相互作用を取り入れた強結合近似による計算を行った.この計算結果は実験結果を定性的に説明でき,モデルが正しいことが示された.

1.分子磁性体[M(9S3)_2]Ni(bdt)_2]_2(M=Ni, Co)における弱強磁性の発現機構を解明した.磁気的には本物質は[M(9S3)_2]^<2+>と[Ni(bdt)_2]^-の二種類の分子からなる1次元鎖と(#1),[Ni(bdt)_2]^-分子のみからなる1次元鎖(#2)の二種類が緩やかに結合したものであるとみなせる.磁性鎖#1は同#2に反強磁性相互作用で結び付けられているが,同時に#1間にも弱い反強磁性相互作用が働いている.磁性鎖#1からなる層がずれて重なるというこの結晶の構造的特長により,この二種類の反強磁性相互作用は競合することとなり,そのエネルギーの上昇分を抑えるために磁性鎖#1上のスピンが傾き,弱強磁性が発生していることが予測された.そこでこのモデルに基づき分子場近似による計算を行ったところ,本物質の特徴である非常に大きな自発磁化が発生することが確認された。2.分子磁性導体における磁性-伝導相互作用(π-d相互作用)を強化するため,d電子系(アニオン)を引き付ける特徴を持つπ系分子(ドナー)を用いた新規磁性導体(EDT-TTFBr_2)_2FeBr_4を作成,その物性を調べた.アニオンがドナーに引き寄せられることにより両者の間に非常に近い接触が存在し,アニオンはこの接触を通したπ-d相互作用により11Kという高い温度で反強磁性に転移することが分かった.この磁性は強いπ-d相互作用により伝導にも影響を与え,反強磁性転移温度以下で大きな負の磁気抵抗が観測された.この負の磁気抵抗はアニオンの作る磁気ポテンシャルが伝導電子の絶縁化状態を安定化していることに起因していると考え,そのモデルを検証するためにπ-d相互作用を取り入れた強結合近似による計算を行った.この計算結果は実験結果を定性的に説明でき,モデルが正しいことが示された.