特定領域研究「高圧下NMRによる構造・機能相関の解明」

特定领域研究“通过高压NMR阐明结构-功能关系”

• 批准号: 15073221
• 负责人: 高橋 利宏
• 金额: $ 24.32万
• 依托单位: Gakushuin 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: 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-15073221/
• 关键词: 分子性固体; 有機導体; 低温物性; 超高圧物性; 強磁場物性; 分子性導体; 金属絶縁体転移; 電荷整列; 磁気共鳴; 高圧物性

分子性導体における構造-機能相関を明らかにするために、圧力下を含む固体NMR実験による研究を行った。主な成果は次の通りである。(1)θ-(BEDT-TTF)_2MZn(SCN)_4塩(M=Rb, Cs)について、転移温度以上の「金属」相においてすでに電荷の「不均化」が発達しており、きわめて遅いゆらぎが出現していることを発見した。これは複数の異なるタイプの電荷秩序の競合によるものと考えられる。(2)α-(BEDT-TTF)_2I_3塩の金属相で、異なるタイプの電荷不均化が存在し、転移に向かって徐々に発達していくことを見出した。同型の分子配列を持つBEDT-TSF、BEDT-STFをベースとするα-I_3塩でも、転移温度以上の広い温度領域で電荷不均化(電荷分離型)が発達していることを見出した。(3)(TMTTF)_2PF_6塩について低温反強磁性相の磁気構造の解析を行い、EPRの解析から推定された電荷整列パターンと一致する磁気構造をとることを確認した。複数のBechgaard塩(TMTSF)_2X塩について低温反強磁性相の磁気構造を解析し、系統的な比較を行った。(4)(TMTTF)_2FSO_3塩について圧力下の電子状態を^<77>Se,^<19>F-NMRによって解析し、0.64GPaの圧力下で90K以下でFSO_3^-イオンの電気双極子と伝導電子の結合を強く示唆するNMR線幅の増大を観測した。(5)β'-(Et_2Me_2P)[Pd(dmit)_2]_2の絶縁体-金属転移を含む広い温度-圧力範囲で圧力による絶縁体-金属転移に伴うスピンダイナミクスを明らかにした。(6)磁場誘起超伝導体λ-(BETS)_2FeCl_4の強磁場下の^<77>Se-NMRを行い、33Tに達するFeイオンの作る交換磁場を確認した。これはJaccarino-Peter機構を直接検証する初めての実験である。また、30K以下の温度で、電荷の不均化を強く示唆する^<77>Se-NMR線幅の増大を観測した。同様な減少をFeイオンを含まないλ-(BETS)_2GaCl_4塩においても確認した。これがBETS分子層の事情で起こっていることを証拠づけるものである。(本研究は、Grenoble Joseph Fourier大C. Berthier博士らとの共同研究である)。(7)この他、(EDO-TTF)_2PF_6の陰イオンダイナミクスの^<19>F-NMRによる解析、分子性超伝導体(BETS)_2(X_2TCNQ)の圧力下の電子状態の^<77>Se-NMR、(DCl-DCNQI)_2Agの^<35>Cl-NQRによる低温絶縁相の解析等を行い、それぞれ興味深い知見を得た。

为了阐明分子导体的结构功能相关性，通过含有压力的固体NMR实验进行了研究。主要结果如下：（1）对于θ-（bedt-ttf）_2MZN（SCN）_4盐（M = RB，CS），我们发现电荷“过度”相位已经在过渡温度上方的“金属”阶段中发展出来，并且已经出现了极缓慢的波动。这被认为是由于几种不同类型的收费订单之间的竞争。 （2）我们发现，在α-（bedt-ttf）_2I_3盐的金属相中，电荷占不同类型的含量，并且电荷不成比例逐渐发展为过渡。发现基于BEDT-TSF和BEDT-STF的α-i_3盐中开发了电荷相比（电荷分离类型），这些盐具有同构分子序列。 （3）我们分析了（TMTTF）_2PF_6盐的低温抗铁磁相的磁性结构，并确认磁结构与EPR分析估算的电荷对准模式相吻合。分析了多种Bechgaard盐（TMTSF）_2X盐的低温抗铁磁相的磁结构，并进行了系统的比较。 （4）（TMTTF）_2FSO_3在压力下的电子状态通过^<77> se，^<19> f-nMr分析，NMR线宽度的增加强烈表明电动偶极子的耦合，在0.64gpa的压力下，FSO_3^-ION在90K下的传导电子的传导电子。 （5）我们已经阐明了由于压力在宽温度压力范围内的压力，包括β' - （et_2me_2p）[pd（dmit）_2] _2的绝缘体 - 金属跃迁，这与绝缘子 - 金属转变相关的自旋动力学。 （6） ^<77> SE-NMR在磁场诱导的超导体λ-（BETS）的强磁场下进行_2fecl_4，以确认Fe离子产生的交换磁场达到33T。这是直接验证jaccarino-peter机制的第一个实验。此外，观察到SE-NMR线宽的增加，这强烈表明在30K以下的温度下实现了电荷差异。在没有Fe离子的λ-（BET）_2GACL_4盐中也观察到了类似的还原。这提供了证据表明这是在BETS分子层环境中发生的。 （这项研究是与格勒诺布尔大学约瑟夫·福特尔（Joseph Fourier）的Berthier博士的合作。 （dcl-dcnqi）_2ag通过 ^<35> cl-nqr，并获得了有趣的发现。

项目成果

Magnetic Correlation in BETS2(Cl2TCNQ)

BETS2(Cl2TCNQ) 中的磁相关

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Low Temp. Phys Vol. 142, Nos. 3/4
• 作者: Y.Takano;K.Hiraki;T.Takahashi
• 通讯作者: T.Takahashi

K.Hiraki, T.Takahashi, T.Konoike, H.Yoshino, K.Murata, G.C.Papavassiliou: "Low temperature ground state at τ type organic conductors"Synth.Met. 133-134. 159-160 (2003)

K.Hiraki、T.Takahashi、T.Konoike、H.Yoshino、K.Murata、G.C.Papavassiliou：“τ 型有机导体的低温基态”Synth.Met 133-134 (2003)。

Charge disproportionation in the metallic state of -(BEDT-TTF)_2I_3

-(BEDT-TTF)_2I_3 金属态下的电荷歧化

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Phys.IV France (proceedings of ISCOM 2003) 114
• 作者: S.Moroto;K.-I.Hiraki;Y.Takano;Y.Kubo;T.Takahashi;H.M.Yamamoto;T.Nakamura
• 通讯作者: T.Nakamura

Y.Kubo, Y.Takano, K.Hiraki, T.Takahashi, H.M.Yamamoto, T.Nakamura: "^<13>C-NMR studies of the 'narrow gap semiconducting' state of α-(BEDT-TTF)_2I_3 under pressure"Synth.Met. 135-136. 591-592 (2003)

Y.Kubo、Y.Takano、K.Hiraki、T.Takahashi、H.M.Yamamoto、T.Nakamura：“^ 13 > C-NMR 研究 α-(BEDT-TTF)_2I_3 的‘窄带隙半导体’态压力”Synth.Met. 135-136. 591-592 (2003)

Magnetic Correlation in BETS_2(Cl_2TCNQ)

BETS_2(Cl_2TCNQ) 中的磁相关

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Low Temp. Phys. 142
• 作者: Y. Takano;K. Hiraki;T. Takahashi;R. Kondo;S. Kagoshima;T. Hasegawa;T. Mocihda;Y. Iwasa
• 通讯作者: Y. Iwasa