スピンクロスオーバー領域にある鉄混合原子価錯体の強磁性および電荷移動相転移の研究

自旋交叉区铁混价配合物中铁磁和电荷转移相变的研究

• 批准号: 03J11248
• 负责人: 糸井 充穂
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J11248/
• 关键词: 混合原子価錯体; 電荷移動相転移; 強磁性相転移; 反射率測定; 光誘起相転移; 低温粉末X線回折; 単結晶X線回折; 超格子反射; 鉄混合原子価錯体; 電荷移動; スピンクロスオーバー; 強磁性

鉄混合原子価錯体(n-C_3H_7)_4N[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3](dto=C_2O_2S_2)は約120Kで電荷移動相転移を起こす。更に低温で約10Å離れたFe(III)同士がFe^<III>(S=5/2)-dto-Fe^<II>(S=0)-dto-Fe^<III>(S=5/2)の過程を経て強磁性相転移を起こす。この物質はカチオンの熱的な動きが大きいために、高角度側の反射を得るのが難しく、単結晶による低温での構造解析は困難であるとされていた。そこで放射光を用いた低温粉末X線回折により電荷移動相転移前後の構造の変化をリートベルト解析により明らかにした。電荷移動相転移前後ではFe^<II>O_6,Fe^<III>S_6の異方的な伸縮が観測され、更に10Kでの粉末X線構造解析より低温相の構造が明らかになった。また(n-C_3H_7)_4N[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3]の単結晶の合成時の温度を変えた場合に、通常30度では六角柱の針状結晶が得られるが、20度では六角錘の大きな結晶が得られた。これら2つは同じ空間群P6_3をもつ。六角錐の結晶を用いて単結晶低温X線回折を行ったところ、(n-C_3H_7)_4N^+のorder-disorder転移が起こる250K以下で超格子反射が得られた。ベルサイユ大学との共同研究により(n-C_3H_7)_4N[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3]の反射率測定、光誘起磁化率測定を行った。反射率の測定から550nmと800nm付近に電荷移動相転移に伴う反射率のヒステリシスを観測した。また550nmの光を約12時間照射した後に磁化率を測定すると、20K〜45Kの間にヒステリシスが出現し、低温での磁化が減少することが明らかになった。これは連結異性を起こしたFe^<II>サイトが光照射によりスピンクロスオーバー転移を起こし、低温で部分的に反強磁性相互作用が起こり磁化が減少したものと考えられる。

The phase shift of charge transfer in Fe mixed atom complex (n-C_3H_7)_4N[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3](dto=C_2O_2S_2) occurs at about 120K. At lower temperatures, Fe(III) and Fe^<III>(S=5/2)-dto-Fe^<II>(S=0)-dto-Fe^<III>(S=5/2) phase shifts occur. This material is difficult to obtain from the heat of the material, from the reflection of the material at high angles, and from the structural analysis of the material at low temperatures. X-ray reflection of low-temperature powder before and after charge transfer Before and after the phase shift of charge transfer, the anisotropic stretching of Fe^<II>O_6 and Fe ^<III>S_6 was measured, and the X-ray structure analysis of powder at 10K was performed. When the temperature of synthesis of (n-C_3H_7)_4N[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3] crystals varies, hexagonal needle-like crystals are usually obtained at 30 ° C, hexagonal needle-like crystals are obtained at 20 ° C.これら2つは同じ空间群P6_3をもつ。The crystal of hexagonal pyramid is used in the crystal of low temperature X-ray reflection. The order-disorder shift of (n-C_3H_7)_4N^+ starts below 250K. Measurement of reflectivity and photoinduced susceptibility of (n-C_3H_7)_4N[<II>Fe^<III>(dto)_3] in the joint research of the University of Science and Technology. Measurement of reflectivity from 550nm to 800nm near charge shift phase shift accompanied by measurement of reflectivity After about 12 hours of irradiation with 550nm light, the magnetic susceptibility was measured, and the magnetic susceptibility appeared between 20K and 45K, and the magnetization decreased at low temperature. The <II>antiferromagnetic interaction of the low temperature part of the magnetic field decreases the magnetic field.

项目成果

M.Itoi, A.Taira, M.Enomoto, N.Matsushita, N.Kojima, Y.Kobayashi, K.Asai, K.Koyama, T.Nakano, Y.Uwatoko, J.Yamaura: "Crystal Structure and Structural Transition Caused by Charge-Transfer Phase Transition for Iron Mixed-Valence Complex, (n-C_3H_7)_4N[Fe^<II

M.Itoi、A.Taira、M.Enomoto、N.Matsushita、N.Kojima、Y.Kobayashi、K.Asai、K.Koyama、T.Nakano、Y.Uwatoko、J.Yamaura：“晶体结构和结构转变

Y.Kobayashi, M.Itoi, N.Kojima, K.Asai: "Pressure-induced Charge-transfer Phase Transition in a Mixed-Valence Complex."J.Mag.Mag.Mater.. (in press).

Y.Kobayashi、M.Itoi、N.Kojima、K.Asai：“混合价复合物中压力诱导的电荷转移相变”。J.Mag.Mag.Mater..（正在出版）。