中性単一分子が構成する新しい分子性伝導体の研究

由中性单分子构成的新型分子导体的研究

• 批准号: 04F04133
• 负责人: 小林 昭子
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04133/
• 关键词: 中性単一分子性金属; 分子性伝導体; ジチオレン金属錯体; 混晶系; 反強磁性体; X線粉末回折; 中性単一成分分子性金属

(1)[Ni(tmdt)_2]と[Au(tmdt)_2]とは同形構造を持つが、それらの電子状態は全く異なる。そこで[Ni(tmdt)_2]と[Au(tmdt)_2]の混晶系を合成できれば、興味深い物性の発現が期待できる。本年度一連の合金系[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の黒色微結晶を合成した。大型放射光施設SPring-8における粉末X線回折実験から、Auの混入量(x)の増加に伴って、回折ピークが系統的に低角側にシフトし、この事から[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の合金系が確かに合成できていることが確認できた。組成がx=0.2,0.4,0.6,0.8の錯体について四端子法を用いて加圧成形試料の伝導度を測定したところ、10〜40 S・cm^<-1>の室温電気伝導度を示し、Auの混入量(x)の増加に伴って伝導度が減少する傾向が見られた。また、[Ni_0.75Au_0.25(tmdt)_2]の錯体の単結晶試料では、室温伝導度が180 S・cm^<-1>であり、低温まで金属的伝導挙動を示すことが判った。[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の多結晶試料の静磁化率の温度依存性を調べた。室温静磁化率は2〜3×104emu・mol^<-1>であった。[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の静磁化率は、50〜300Kの温度領域でほぼ一定で、Pauli常磁性的な挙動を示した。[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の多結晶試料のESR測定を行った。ESRシグナルの強度と線幅の変化から、Auの混入量(x)の減少に伴って磁気相転移温度は低温側にシフトし、組成がx=0.8の錯体で磁気相転移温度が60K付近であることが分かった。(2)合成法の改良を行い、[Au(tmdt)_2]の30μmの単結晶および高品質の粉末試料を得ることができた。高品質の[Au(tmdt)_2]の加圧成形試料の室温伝導度は50S・cm^<-1>と以前に報告した伝導度の3倍に増えた。2〜300Kの温度範囲で様々な磁場(3-50kOe)下での[Au(tmdt)_2]の多結晶試料の静磁化率の温度依存性を調べた。磁化の磁場依存性から、この錯体では23kOe付近をスピンフロップ磁場とする反強磁性転移が起きていることが示された。試料の質が向上したことにより、[Au(tmdt)_2]の伝導性が良くなり、反強磁性相転移温度が110Kに上昇した。

(1)[Ni(tmdt)_2][Au(tmdt)_2] isomorphism The synthesis of [Ni(tmdt)_2] and [Au(tmdt)_2] mixed systems is very interesting and the development of physical properties is expected. This year, a series of alloy systems [Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0&lt;x&lt;1) were synthesized. The powder X-ray reflection of SPring-8 was investigated, and the amount of Au (x) was increased. The alloy system of [Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0&lt;x&lt;1) was confirmed. The electrical conductivity of the sample was measured by the four-terminal method with x= 0.2, 0.4, 0.6 and 0.8. The electrical conductivity at room temperature of 10 ~ 40 S·cm^was shown. The <-1>increase of Au content (x) was accompanied by the decrease of electrical conductivity. The crystalline samples of [Ni_0.75Au_0.25(tmdt)_2] have conductivity up to 180 S·cm ~(-1) at room temperature and conductivity up to 180 S·cm ~(-1) at low temperature<-1>. [Ni The <1-x>temperature dependence of the static magnetic susceptibility of polycrystalline samples [Au_x(tmdt)_2](0&lt;x&lt;1) is modulated. Room temperature static susceptibility 2 ~ 3×104emu·mol <-1>^ [Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0&lt;x&lt;1) has a constant static susceptibility in the temperature range from 50 K to 300K, while Pauli has a constant magnetic susceptibility. [Ni ESR <1-x>determination of polycrystalline samples [Au_x(tmdt)_2](0&lt;x&lt;1). ESR intensity and amplitude change, Au content (x) decrease accompanied by magnetic phase shift temperature from low temperature side, composition x=0.8, magnetic phase shift temperature from 60K to close. (2)The improvement of synthesis method, the crystallization of [Au(tmdt)_2] 30μm and the high quality powder sample were obtained. The room temperature conductivity of high quality [Au(tmdt)_2] pressure forming samples was 50S·cm ~(-1) higher than that of the <-1>previous report. The temperature dependence of the static magnetic susceptibility of [Au(tmdt)_2] polycrystalline samples in magnetic field (3-50kOe) was modulated in the temperature range of 2 ~ 300K. The magnetic field dependence of magnetization is shown in the following table: The quality of the sample is up to 110 K, the conductivity of [Au(tmdt)_2] is good, and the antiferromagnetic phase shift temperature is up to 110K.

项目成果

Crystal Structure of [(C2H5)2(CH3)2N][Pd(dmit)2]2 at High Pressure

[(C2H5)2(CH3)2N][Pd(dmit)2]2 在高压下的晶体结构

• 发表时间: 2004
• 作者: Y. Okano;T. Adachi;B. Narymbetov;H. Kobayashi;B. Zhou;A. Kobayashi
• 通讯作者: A. Kobayashi

Magnetic Transitions of Single-Component Molecular Metal [Au(tmdt)_2] and Its Alloy Systems

单组分分子金属[Au(tmdt)_2]及其合金体系的磁转变

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of the American Chemical Society (In Press)
• 作者: S.Itoh;et al.;伊東 忍ら;伊東 忍 ら;B.Zhou et al.
• 通讯作者: B.Zhou et al.

Structure, Magnetic and Electric Properties of Single-Component Molecular Alloy System, [Ni_xAu_<1-x>(tmdt)_2] (x=0-1.0)

单组分分子合金体系的结构、磁电性能，[Ni_xAu_<1-x>(tmdt)_2] (x=0-1.0)

• 发表时间: 2005
• 期刊: International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets, ISCOM' 2005
• 作者: S.Itoh;et al.;伊東 忍ら;伊東 忍 ら;B.Zhou et al.;B.Zhou et al.
• 通讯作者: B.Zhou et al.

Development of metallic crystals composed of single-component molecules

由单组分分子组成的金属晶体的开发

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Materials Chemistry 15
• 作者: S.Itoh;et al.;伊東 忍ら;伊東 忍 ら;B.Zhou et al.;B.Zhou et al.;A.Kobayashi et al.
• 通讯作者: A.Kobayashi et al.

Magnetic and electrical properties of a single-component molecular conductor, [Fe(dmdt)_2]

单组分分子导体的磁和电特性，[Fe(dmdt)_2]

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceeding of the 8^<th> Japan-China Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
• 作者: S.Itoh;et al.;伊東 忍ら;伊東 忍 ら;B.Zhou et al.;B.Zhou et al.;A.Kobayashi et al.;B.Zhou et al.
• 通讯作者: B.Zhou et al.