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多孔性集積型金属錯体を用いた混合伝導体の開発

使用多孔集成金属配合物开发混合导体

基本信息

批准号：
19655018
负责人：
大久保貴志
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kinki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

イオン伝導体は化学物質のエネルギーを直接電気エネルギーに変換する電池システムの固体電解質として利用できるため、近年の携帯電話やノート型パソコンを始めとするモバイル機器の爆発的な普及に伴い、その需要は急速に拡大している。本研究では無機・有機の複合材料である金属錯体を集積化させる事で、イオン伝導性と電子伝導性が共存する、新た混合伝導体を開発する事を目的として研究を行った。今年度は特に前年度に引き続き新規層間化合物の合成およびそのインピーダンス特性に関する研究を行った。その過程で、層間にドナー性分子であるテトラチアフルバレン(TTF)のカチオンを含む二次元層間化合物の合成に成功した。この化合物は室温で2×10^<-6>S/cmと高い伝導度を示し、インピーダンス測定による緩和時間から見積もった移動度は480cm^2/Vsに達することが明らかとなった。密度汎関数法によるバンド計算の結果、この系では臭化銅の二次元レイヤー間に二価のカチオンとしてTTFが取り込まれることで臭化銅レイヤーからTTFカチオンへの電荷移動に起因するキャリア注入が実現しており、これによって高い伝導度が発現していることが示唆された。また、室温以上で不可逆な相転移を示し、それに伴い対称性の低下と伝導性の減少が観測された。このことは上記の化合物が安定な準安定相を有しており、光等の外部電場によってキャリア制御ができる可能性を示唆している。その他、BEDT-TTFやTMT-TTFなど一連のドナー分子を用いた新規層間化合物の合成にも成功した。ただし、当初の目的であったイオン伝導系に関しては、これまで合成した化合物の一部でその可能性が示唆される結果が得られたものの、伝導機構および構造の詳細は明らかになっていない。

In recent years, the popularity of mobile phones and mobile phone models has begun to increase, and the demand for the development of mobile phones has increased rapidly. This study aims to develop inorganic and organic composite materials, metal complexes, electronic conductivity, and new hybrid conductors. This year, the research on synthesis and characterization of new interlayer compounds was carried out. The synthesis of a new type of interlayer compound (TTF) was successfully carried out. The compound has a high conductivity of 2×10^<-6>S/cm at room temperature, and a low mobility of 480 cm2/Vs at room temperature. The calculation results of density function method show that the injection of copper is realized due to the charge transfer between copper and TTF, and the high conductivity of copper is realized due to the change of TTF. Irreversible phase shift above room temperature is indicated, accompanied by a decrease in symmetry and conductivity. The possibility of controlling the stability and quasi-stability of these compounds by external electric fields such as light is demonstrated. The synthesis of new interlayer compounds was successfully carried out in the presence of BEDT-TTF and TMT-TTF. The results show that some of the compounds synthesized in this study have the potential to be successfully synthesized, and some of the structures of these compounds are described in detail.