フラストレートした分子性化合物におけるクロスオーバー現象の熱的研究

受挫分子化合物中交叉现象的热研究

基本信息

批准号：
20046010
负责人：
中澤康浩
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Osaka 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は二次元の三角格子構造をもつ分子性強相関電荷移動錯体を対象に、スピンや電荷のフラストレーションの効果を熱力学的な立場から研究するために計画された。平成21度は、アクセプター分子であるPd(dmit)_2とカウンターカチオンの2:1塩であるEtMe_3SbPd_2[dmit]_2塩を中心に低温領域での熱力学的測定を行った。この物質はPd(dmit)_2のダイマーが二次元三角格子を形成する電荷移動塩である。^3He冷凍機、希釈冷凍機を用いた極低温領域での熱容量の測定を行い、低温で有限のγ値を示すことが見出された。これは、以前に、スピン液体を形成することが確認されたK-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3と同様の振る舞いであり、静磁化率の絶対ゼロ度への外挿値とγ値がスケールすることからも熱励起にギャップがないスピン液体状態の形成を意味している。低温領域ではメチル基の回転準位の関係したショットキー熱容量が出現するため、カチオン部のメチル基を重水素置換した塩による極低温測定を行った。その結果、ショットキー熱容量は減少し確かに低温領域でもギャップのない状態が形成されていることが判明した。温度に比例する項が存在する温度領域よりも高い3.2K付近にC_pT^<-1>のブロードな山が存在する。熱容量の詳細な解析からこのブロードなピークはK-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3でみられた5.7Kの熱異常と同様な常磁性状態からスピン液体状態へのクロスオーバーを表していることが示唆される。EtMe_3SbPd_2[dmit]_2とK-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3でと見出された熱的性質は、有機ダイマー型Mott絶縁体三角格子のスピン液体の共通する特徴であると考えられる。重水素化した試料による熱測定から化学圧力に対する効果についての議論も行い、スピン液体状態は圧力印加に関して比較的安定であることが判明した。

这项研究旨在从热力学的角度研究自旋和电荷挫败感的影响，靶向分子与二维三角晶格结构的分子密切相关的电荷转移复合物。在2009度时，在低温区域进行了热力学测量，重点是受体分子PD（DMIT）_2和计数器阳离子的2：1盐。该材料是一种电荷转移盐，其中PD（DMIT）的二聚体形成二维三角晶格。使用A ^3HE冰箱和稀释冰箱在极度低温区域测量热容量，发现温度在低温下表现出有限的γ值。这与K-（BedT-TTF）_2Cu_2（CN）_3相似，以前已确认它会形成自旋液体，并且静态易感性对绝对零度尺度的静态易感性的外推值和γ值也表明在热兴奋中没有旋转液态的旋转状态的形成。在低温区域，出现与甲基旋转水平相关的Schottky热容量，因此使用盐进行了极高的低温测量，其中阳离子区域中的甲基被氘代替氘。结果，发现肖特基的热容量降低了，低温区域肯定没有差距。 C_PT^<-1>的宽阔山附近的3.2K山高于温度育种项的温度范围高。对热容量的详细分析表明，该宽峰代表了从顺磁性状态到旋转状态的交叉，类似于K-（BEDT-TTF）_2CU_2（CN）_3中看到的5.7K热异常。 ETME_3SBPD_2 [DMIT] _2和K-（BEDT-TTF）_2CU_2（CN）_3中发现的热性质被认为是有机二聚体类型Mott Insulator三角形晶格中旋转液体的共同特征。带有氘代样品的热测量还讨论了对化学压的影响，并且发现自旋液体在施加压力方面相对稳定。