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Syntheses and Physical Properties of Superconducting Single-Molecule Quantum Magnets

超导单分子量子磁体的合成及物理性质

基本信息

批准号：
17F17038
负责人：
山下正廣
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-07-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究目的は高伝導性を示す単分子量子磁石を合成して、伝導電子と局在単分子量子磁石との間の相互作用を用いて、巨大磁気抵抗などの新たな量子分子スピントロニクスを創製することである。今回、最初の試みとして、これまで数多くの超伝導性を示す有機伝導体の代表例であるBEDT-TTFをドナー分子として用い、アクセプター分子として希土類単分子量子磁石のLn(NO2)4（Ln=Tb(III), Dy(III))を用いて溶液中で電解酸化することにより2種類の半導体性単分子量子磁石を合成することに成功した。室温の伝導性は半導体であり、低温では絶縁体となった。そのために、伝動性の電子と、局在単分子量子磁石との間の相互作用がなかったために、負の磁気抵抗効果を観測することができなかった。次に、硫黄原子を配位子（＝L)にもつLn2L6 (Ln=Tb(III), Dy(III))を合成することに成功した。低温で単分子量子磁石挙動を示した。また、2種類の緩やかに磁気緩和を示した。低温側は直接緩和であり、高温側はラマン過程による緩和であると考えられた。直流磁場を加えることにより、単緩和へと変化した。この錯体においても、伝導性が小さいために、負の磁気抵抗効果を観測することはできなかった。更に、伝導性のドナーとして有名なBEDOを用い、アクセプターとしてCo(II)単分子磁石を用いて、溶液を電解酸化することにより、伝動性の単分子量子磁石を得ることに成功した。17Kまで金属的挙動を示し、5K以下で伝導電子と局在単分子量子磁石との相互作用により、負の磁気抵抗効果（ー２％）を示した。これはｄ－π相互作用によるものである。更に大きな巨大磁気抵抗効果を示すためには更に高伝導性の単分子量子磁石を合成する必要がある。

The purpose of this study is to demonstrate the synthesis of high conductivity single molecular quantum magnets, the use of high conductivity electrons and the interaction between single molecular quantum magnets, and the creation of new quantum molecular magnets with high magnetic resistance. In this paper, the first attempt to synthesize two kinds of semiconductor molecular quantum magnets by electrolytic acidification of BEDT-TTF molecular quantum magnets with Tb(III), Dy(III) in Ln solution has been successfully carried out. Room temperature conductivity semiconductor, low temperature insulation. The interaction between molecular quantum magnets and negative magnetic resistance is measured. Second, sulfur atom ligand (=L) Ln2L6 (Ln=Tb(III), Dy(III)) was synthesized successfully. Low temperature molecular quantum magnets 2 types of magnetic field mitigation. Low temperature side is directly moderated, high temperature side is moderated DC magnetic field increases, decreases and decreases. The magnetic field resistance of the magnetic field is measured by the magnetic field resistance of the magnetic field In addition, the conductivity and mobility of the single molecular quantum magnet can be successfully achieved by using the BEDO, Co(II) and Co(II) single molecular magnets. 17K and below 5K, electron conduction and magnetic field resistance effect (2%) are shown in the interaction between single molecular quantum magnets.これはd-π相互作用によるものである。It is necessary to synthesize large magnetic resistance magnets and high conductivity single molecular magnets.