テトラチアペンタレン系導体における結晶構造・物性制御と超伝導化

四硫五烯导体的晶体结构/性质控制和超导性

基本信息

批准号：
15073216
负责人：
御崎洋二
金额：
$ 19.84万
依托单位：
Ehime University (2005-2007)Kyoto University (2003-2004)
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15073216/
关键词：
テトラチアペンタレン分子性導体酸化還元電位 X線構造解析電気伝導度半導体金属ドナー有機導体分子性固体合成化学低温物性超分子化学有機伝導体バンド計算磁化率テトラチアフルバレンサイクリックボルタンメトリー

项目摘要

BTM-TTPは(BTM-TTP)_2X(X=PF_6, SbF_6, TaF_6)の組成を有する針状晶と板状晶を与えた。針状晶はいずれもβ型配列をとることが明らかとなった。これらに対し,板状晶はθ型配列をとり,ドナー分子がユニフォームに積層した構造をしていた。強結合近似法を用いたバンド計算によると,β型塩は擬一次元的な開いたフェルミ面を,θ型塩は閉じた二次元的なフェルミ面を有することが示唆された。電気伝導度測定を行ったところ,β型塩は室温で30-120 S cm^<-1>の伝導性を有し,5Kまで金属的な温度依存性を示した。TTF骨格とBDT-TTP骨格それぞれの架橋側に置換基がついたダイマーは,立体障害が大きく結晶化が困難であった。そこで,両方の骨格それぞれの架橋側に置換基を持たないダイマーを合成し,それらの性質について検討した。ベンゾニトリル中,ダイマーの酸化還元電位をCV法により測定を行ったところ,いずれの誘導体も六対の一電子酸化還元波を示した。そのダイマーの室温における伝導度はTCNQ錯体は3.4 Scm^<-1>,I_3-塩は3.6 Scm^<-1>と高い伝導性を示した。BDT-TTP骨格中の硫黄原子をセレンに置き換えることは,これらを伝導成分とした分子性導体のバンド巾を中チューニングし,電気物性を制御する上で重要であるが,合成の困難さから含セレンBDT-TTPの合成例は少ない。TSFとTTFから成る融合型ドナー並びにその類縁体の合成について成功した。これらのドナーを用いた分子性錯体の導電性について検討したところ,I_3塩ならびにTCNQ錯体が加圧成型試料にもかかわらず高い伝導性(σ_<rt>=8-36 S cm^<-1>)を示した。

BTM-TTP提供了具有（BTM-TTP）_2X（X = PF_6，SBF_6，TAF_6）的成分的细胞状晶体。已经揭示了所有cinciular晶体均具有β型序列。相比之下，板状晶体具有θ型排列，并且将供体分子层压成均匀。使用强耦合近似的频带计算表明，β型盐具有伪一维开放的费米表面，而θ型盐具有封闭的二维费米表面。电导率测量表明，在室温下，β型盐的电导率为30-120 s cm^<-1>，并且表现出高达5K的金属温度依赖性。在TTF和BDT-TTP骨骼的交联一侧具有取代基的二聚体已受到显着阻碍并结晶。因此，检查了没有取代基的二聚体在两个骨架的交联一侧合成，并检查了其性质。通过CV方法测量二聚体的氧化还原电位，所有衍生物显示六对单电子氧化还原波。室温下二聚体的电导率在3.4 SCM^<-1>时为TCNQ复合物为3.4 SCM^<-1>，I_3-盐的电导率为3.6 SCM^<-1>。用硒代替BDT-TTP骨架中的硫原子对于使用这些作为传导组件和控制电气特性来调整分子导体的带宽度很重要，但是由于合成的难度，很少有硒辅助BDTTTP的硒合成的例子。融合供体的合成及其由TSF和TTF组成的类似物成功。当研究了使用这些供体的分子复合物的电导率时，I_3盐和TCNQ复合物表现出高电导率（σ_<rt> = 8-36 s cm^<-1>），尽管采样了压力形成样品。