電荷をもった有機高スピン分子の生成とその電磁物性の基礎的研究

带电有机高自旋分子的产生及其电磁特性的基础研究

基本信息

批准号：
02205070
负责人：
志田忠正
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

大阪市立大学伊藤教授らが推進してきた芳香族ポリカルベンによる高スピン有機磁性体に関する研究は有機強磁性体開発の基礎研究として意義が大きい。本研究は伊藤らの研究に関連してより基礎的な命題である電子とスピン配列の相関を解明しようと企画したものである。具体的には伊藤らの系が中性ポリカルベンであってそのスピン多重度は5,7,9,11…であるのに対し,これらの系に電子を1個附与したり,とり除いた場合に電荷がスピン配列にどのような影響を与えるかを実験的に調べた。この問題は強磁性体に電荷をド-プした場合のスピン配列を予測する上で基礎的な課題である。研究の結果,プロトタイプとしてのメタフェニレンビスフェニルメチレンの陰イオンについてその基底電子状態のスピン多重度が4であることを確認することができた。この結果はUHF理論に基く北大山口教授らの理論的予測と相反するものであって,多スピン系の電子状態の理論的解析には未だ多くの問題が解決されねばならないことを示している。極低温での実験技術の改良の結果,上の四重項陰イオンの微細構造テンソルの主軸の一つに対応する高・低両磁場での正準線の強度比を正確に測定することにより,ゼロ磁場分裂定数Dの絶対値と符号を一義的に決めることができた。同様の実験を正イオンについても行った結果,正イオンでは2つの異なるコンフオ-マ-があることが分った。正・負両イオンとも電子が出入りする軌道が分子面に垂直なパイ軌道か分子面内のシグマ軌道かを知ることは電子状態解明の第一歩と位置づけられる作業であるので,現在この問題を実験的に解明する目的で ^<13>C同位体を用いた研究を計画しており、合成実験を含めて実験の準備を開始した。この実験が成果を上げられれば上記の問題は一義的に解訳できるものと期待している。

大阪市立大学伊藤教授及其同事推动的利用芳香族聚卡宾的高自旋有机磁性材料的研究，作为有机铁磁材料发展的基础研究具有重要意义。本研究旨在阐明电子与自旋排列之间的相关性，这是一个更基本的命题，与伊藤等人的研究相关。具体来说，Ito等人的系统是一种中性聚卡宾，自旋多重数为5、7、9、11等，而通过向这些系统添加或移除一个电子，我们通过实验研究了电荷如何影响自旋对齐情况下这个问题是预测铁磁体掺杂电荷时自旋排列的一个基本问题。研究结果确认，作为原型的间亚苯基双苯基亚甲基阴离子的基态电子态的自旋多重数为4。这一结果与北海道大学Yamaguchi教授等人基于UHF理论的理论预测相矛盾，表明多自旋系统电子态的理论分析仍需解决许多问题。由于低温实验技术的改进，我们能够精确测量高磁场和低磁场中的正则线的强度比，该强度比对应于上述四重阴离子的精细结构张量的主轴之一,我们能够唯一确定零场分裂常数D的绝对值和符号。用正离子进行了类似的实验，发现正离子具有两种不同的构象异构体。知道电子进出正离子和负离子的轨道是垂直于分子平面的pi轨道还是分子平面内的sigma轨道是阐明电子态的第一步，所以我们目前正在研究这个问题我们正在计划一项使用^13C同位素的研究来通过实验阐明这一点，并且已经开始了实验的准备工作，包括合成实验。如果这个实验成功的话，我希望上述问题能够得到明确的解决。