モット転移系ハロゲン架橋Ni錯体における物性開拓

莫特过渡型卤桥镍配合物物理性质的发展

基本信息

批准号：
08227209
负责人：
岡本博
金额：
$ 1.15万
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

強相関一次元電子系のモデル物質として注目されているハロゲン架橋Ni錯体([Ni (chxn)_2X]Y_2 : X=Cl, Br)において、カウンターイオン(Y)が異なる種々の錯体(Y=NO_3, ClO_4, BF_4)を新たに合成し、Niスピンによる磁性を単結晶における磁化と帯磁率の温度変化の測定によって調べた。その結果、この錯体の磁性が、典型的な一次元ハイゼンベルグスピン系として理解できること、およびNiスピン間の相互作用が1200Kから1800Kときわめて大きいことを明らかにした。また、同じNi錯体で、偏光反射スペクトルおよびX線光電子分光の測定から、電子構造を支配する物理的パラメーター(クローン反発U、トランスファーエネルギーt、電荷移動エネルギーΔ)を評価した。見積もられたパラメーターの値は、U〜5eV, t〜2eV, Δ〜0.64eV (X=Br), and Δ〜1.2eV (X=Cl)である。 (H.Okamoto et al. , Phys. Rev. B54, 8438 (1996). )このNi錯体系では、キャリアとスピンとの相互作用の機構を解明することが、その伝導物性を考察する上で重要である。そのために、光励起によってキャリアを注入し、その光キャリアに固有の吸収(光誘励起吸収)を系統的に測定した。その結果、Niのdバンドに生じる電子キャリアは、強いポーラロン効果によって局在することがわかった。また、ハロゲンのpバンドに生じる正孔キャリアは、周囲のNiスピンとの強い相互作用の結果一重項状態を形成し局在することが明らかとなった。正孔のスピンとNiスピンとの間に働く相互作用(近藤カップリング)は、約1eVと見積もられた。

新合成了卤桥Ni络合物([Ni(chxn)_2X]Y_2:、ClO_4、BF_4)，并通过测量单晶磁化强度和磁化率的温度变化来研究Ni自旋产生的磁性。结果表明，该配合物的磁性可以理解为典型的一维海森堡自旋系统，并且Ni自旋之间的相互作用极大，范围从1200K到1800K。此外，使用相同的Ni配合物，我们通过偏振反射光谱和X射线光电子能谱的测量来评估控制电子结构的物理参数（克罗恩斥力U、转移能t、电荷转移能Δ）。估计参数值为U~5eV、t~2eV、Δ~0.64eV（X=Br）、Δ~1.2eV（X=Cl）。（H.Okamoto 等人，Phys. Rev. B54, 8438 (1996)。）在这种 Ni 复合体系中，阐明载流子和自旋之间的相互作用机制对于考虑其导电性能非常重要。为此，我们通过光激发注入载流子，并系统地测量了光载流子特有的吸收（光诱导吸收）。结果发现，在Ni的d带中产生的电子载流子通过强极化子效应而局域化。研究还表明，卤素 p 带中产生的空穴载流子形成单重态，并由于与周围 Ni 自旋的强相互作用而局域化。空穴自旋和 Ni 自旋之间的相互作用（近藤耦合）估计约为 1 eV。