強相関系ハロゲン架橋Ni錯体の電子構造と伝導性

强关联卤桥镍配合物的电子结构和电导率

基本信息

批准号：
06243202
负责人：
岡本博
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku 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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

擬一次元ハロゲン架橋金属錯体の中で、パイエルス変形を起こさないNi錯体([Ni(chxn)_2X]X_2:X=Cl,Br)において良質な単結晶を作製し、その電子構造とキャリアの性質について詳しく調べた。基本的な電子構造を明らかにするために、X線光電子スペクトルおよびオージェスペクトルを測定した。その結果、このNi錯体が電荷移動型の絶縁体であること、Niイオンのオンサイトクーロン反発Uは約5eVと評価されることがわかった。また、ギャップより低エネルギー側の赤外域の吸収スペクトルを詳しく調べたところ、少量のキャリアの存在によると考えられる吸収(いわゆるミッドギャップ吸収)が観測された。熱起電力の測定から、このキャリアは電子であり、これらは電子格子相互作用によって緩和した一種の電荷ソリトンになっていると考えられる。一方、同じ錯体を光励起すれば、電子と正孔の両者を生成することが可能である。光励起によって新たに生じる吸収(光誘起吸収)と上記の赤外吸収スペクトルを比較することによって、正孔が緩和したポーラロンによる光誘起吸収の存在が明かとなった。このようなキャリアに固有の吸収を詳細に調べることは、キャリアとスピンとの相互作用を明らかにする鍵になると考えられる。さらに、Niの一次元スピン鎖による磁気的な性質を調べるために、帯磁率の温度変化および磁化測定を行った。帯磁率の温度変化の大まかな特徴は、温度に依存しない成分とキュリー成分の和で再現される。後者は、電子キャリアが低温で局在し一次元スピン鎖を寸断することによって、奇数サイトを含むドメインを生じさせるためである。

在准一维卤桥金属配合物中，我们制备了高质量的不引起Peierls变形的Ni配合物（[Ni(chxn)_2X]X_2:X=Cl,Br）单晶，并研究了其电子结构和载体特性。为了阐明基本电子结构，我们测量了 X 射线光电子能谱和俄歇能谱。结果，我们发现该Ni配合物是电荷转移型绝缘体，并且Ni离子的现场库仑斥力U估计约为5 eV。此外，当我们详细检查能隙较低能量侧的红外区域的吸收光谱时，我们观察到了吸收（所谓的中能隙吸收），这被认为是由于存在少量的载体。热电动势的测量表明这些载流子是电子，并且这些载流子是一种通过电子晶格相互作用弛豫的电荷孤子。另一方面，如果相同的配合物被光激发，则可以同时产生电子和空穴。通过将光激发新产生的吸收(光诱导吸收)与上述红外吸收光谱进行比较，揭示了由于空穴弛豫的极化子而产生的光诱导吸收的存在。对载流子特定吸收的详细研究被认为是阐明载流子与自旋之间相互作用的关键。此外，为了研究镍一维自旋链的磁性，我们测量了磁化率随温度和磁化强度的变化。磁化率温度变化的粗略特征通过与温度无关的分量和居里分量的总和来再现。后者是因为电子载流子在低温下局域化并破坏一维自旋链，从而产生包含奇数位点的域。