鉄フタロシアニン系分子性伝導体が示す巨大磁気抵抗効果を制御する分子設計の確立

建立控制铁酞菁基分子导体巨磁阻效应的分子设计

• 批准号: 19H02691
• 负责人: 松田 真生
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H02691/
• 关键词: 巨大磁気抵抗効果; フタロシアニン; ポルフィリン; 分子設計; ナフタロシアニン; モット絶縁体; ナフタタロシアニン; 誘電特性; テトラベンゾポルフィリン; 巨大磁気抵抗効果; フタロシアニン; ポルフィリン; 分子設計; ナフタロシアニン; モット絶縁体; ナフタタロシアニン; 誘電特性; テトラベンゾポルフィリン

ジシアノ鉄フタロシアニンFe(Pc)(CN)2からなる電気伝導性結晶は巨大な負の磁気抵抗効果を示す。その発現機構においてFeの局在dスピン(S=1/2)間の反強磁性相互作用、および、π伝導電子と局在dスピン間の磁気的相互作用Jπdの双方が重要な役割を担っているが、本課題ではこれらの相互作用の制御を通して巨大な負の磁気抵抗効果を制御し得る分子設計の確立を目指している。Fe(Pc)(CN)2には多様な分子設計の自由度が存在する。例えば、Pcをそれと類似した分子構造をもつ環状配位子に置換すれば、π伝導電子が存在するHOMO準位を制御できる。HOMO準位を低下させる分子設計はJπdを増強し、磁気抵抗効果の増大を引き起こすかも知れない。そのような期待のもとでJπdを増強する分子設計として昨年度着手したPcを1,2-Ncに置き換えた系について、得られた知見をまとめた論文が国際学術誌に受理された。また、磁気抵抗効果を増大する分子設計においては分子間相互作用を確保することが肝要であることが示されたことを受け、Pcとほぼ同じ構造（大きさ）のtbpや、Pcへの分子修飾を施した新規導電性結晶の作製にも取り組んだ。前者からは非常に興味深い結晶構造の系が得られている。昨年度から注目しているフタロシアニンラジカルを構成要素とするモット絶縁体については、電界効果の利用、または、化学的にキャリアドープできる系を見出した。電界効果については、その成果をまとめた論文を国際学術誌に投稿し受理されている。引き続き、キャリアドープにより電子相転移を誘起できる可能性を探索している。

由Dicyanooiron邻苯烷氨酸Fe（PC）（CN）2组成的导电晶体表现出巨大的负极磁力效应。 Fe的局部D-Spin（S = 1/2）之间的抗磁相互作用以及π传导电子与局部D-Spin之间的磁相互作用在表达机理中起重要作用。在这个主题中，我们旨在建立一个分子设计，该设计可以通过控制这些相互作用来控制巨大的负磁化效果。 Fe（PC）（CN）2具有广泛的分子设计自由度。例如，如果将PC替换为具有相似分子结构的环状配体，则可以控制存在π传导电子的HOMO水平。降低同型水平的分子设计可能会增强JπD并导致磁力效果的增加。根据这样的预期，一份国际杂志收到了一篇论文，总结了在PC被1,2-NC取代的系统上获得的知识，该系统于去年作为分子设计推出，以增强JπD。此外，为了回应以下事实：确保分子间相互作用对于增加磁磁性的分子设计至关重要，我们还致力于生产新的导电晶体，其TBP的结构（大小）与PC和分子修饰几乎相同。前者提供了一个具有非常有趣的晶体结构的系统。关于莫特绝缘子由邻苯丙氨酸自由基组成的，自去年以来一直是重点，我们发现了一种可用于利用现场效应或化学掺杂的载体的系统。关于现场效应，总结结果的论文已提交给国际学术期刊并接受。我们正在继续探索载体掺杂可以诱导电子相变的可能性。