特異な物性を示す一次元有機伝導体における同位体効果及び磁気的相互作用の研究

研究表现出独特物理性质的一维有机导体中的同位素效应和磁相互作用

• 批准号: 05854021
• 负责人: 澤 博
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05854021/
• 关键词: 分子性導体; 一次元伝導体; 金属-絶縁体転移; モット絶縁体; 電荷密度波; リエントラント現象

分子性伝導体(DMe-DCNQI)_2Cuにおける重水素置換による同位体効果について、電気伝導性、結晶構造及び磁気的性質について研究を行った。この系は、DCNQI分子の積層構造による1次元p_<pi>バンドと、DCNQI分子を配位子として3次元的なネットワークを構成するCuのd軌道との相互作用により、興味深い物性を示すことで注目を集めている。結晶を構成する各分子の8個の水素を選択的に重水素置換することにより、1.低温まで金属状態を保つグループI、2.比較的高温(約80K)で金属-絶縁体(M-I)転移を生じるグループII、3.二つのグループの中間に位置し、温度下降とともにM-I-Mとリエントラントな転移を示すグループIIIの3つに大別することができる。この一連の現象はchemicalpressureの観点から理解されることが、改良型X線四軸回折計による精密な格子定数の測定から明らかとなった。この圧力依存性は、通常の一次元伝導体における圧力による次元性の上昇と金属状態の安定化という図式とは全く逆であり、この転移におけるCud軌道の物性への寄与が重要であることを示している。そこでこの転移の物理的描像を明らかにするため、3つのグループの良質の単結晶を作成し、物性測定を行った。特にグループIIIの転移は、これまで圧力下の物性データしかなかったために不明瞭であったが、この選択的重水素化試料によって常圧で精密な物性測定を行うことが可能となった。この結果、絶縁相ではグループII,IIIの区別なく分子の積層方向に3倍周期の電荷密度波(CDW)が生じていることが低温X線カメラで明らかとなった。更にこの領域では、通常のCDWとは異なりCu^<2+>(S=1/2)の局在モーメントの出現がSQUIDによる静磁化率の測定から明らかになった。グループIIIのリエントラント金属領域ではこの電荷密度波と局在モーメントは消失し、高温側の金属状態と同じであることがわかった。以上のように、この系における特異な転移の物性が本研究によって明らかになり、現在これらの現象を解明するために多くの研究機関で様々な研究が進められている。

我们研究了分子导体 (DMe-DCNQI)_2Cu 中氘取代引起的同位素效应的电导率、晶体结构和磁性能。由于 DCNQI 分子的堆叠结构导致的一维 p_<pi> 带与 Cu 的 d 轨道之间的相互作用，该系统表现出有趣的物理性质，以 DCNQI 分子作为配体形成三维网络。吸引注意力。通过用氘选择性地取代构成晶体的每个分子中的八个氢原子，可以实现1.在低温下保持金属态的I族，以及2.在相对较高的温度（约80K）下保持金属态的金属绝缘体（M-I）。大致分为三组：第二组，引起转变，第三组，位于两组之间，随着温度降低，显示出 M-I-M 和折返转变。使用改进的四轴X射线衍射仪对晶格常数的精确测量表明，这一系列现象可以从化学压力的角度来理解。这种压力依赖性与正常一维导体中由于压力而导致金属态的维数增加和稳定的图完全相反，并且表明 Cud 轨道对这种转变中的物理性质的贡献是重要的。它表明。因此，为了阐明这一转变的物理图景，我们创建了三组高质量单晶并测量了它们的物理性质。特别是，III族跃迁尚不清楚，因为到目前为止物理性质的数据只能在压力下获得，但这种选择性氘化样品使得在常压下进行精确的物理性质测量成为可能。结果，使用低温X射线相机发现，在绝缘相中，无论II族还是III族，在分子的堆叠方向上都会产生三周期电荷密度波（CDW）。另外，在该区域中，通过使用SQUID的静磁化率的测定，发现了与通常的CDW不同的Cu 2+ (S＝1/2)的局域矩的出现。发现在III族折返金属区域，这种电荷密度波和局域矩消失，状态与高温侧金属状态相同。如上所述，这项研究揭示了该系统中独特转变的物理性质，目前各个研究机构正在进行各种研究来阐明这些现象。

项目成果

M.Tamura: "Magnetic Study of Metal-Iusulator-Metal Transitions in (DMe-DCNQI-alpha,alpha-d_2)_2Cu" Journal of the Physical Society of Japan. 63 (in press). (1994)

M.Tamura：“(DMe-DCNQI-alpha,alpha-d_2)_2Cu 中金属-Iusulator-金属转变的磁性研究”日本物理学会杂志。

R.Kato: "Preparation and Physical Properties of an Alloyed (DMe-DCNQI)_2Cu with Fully Deuterated DMe-DCNQI." Solid State Communication.85. 831-835 (1993)

R.Kato：“具有完全氘化 DMe-DCNQI 的合金 (DMe-DCNQI)_2Cu 的制备和物理性质。”

M.Tamura: "Weak Ferromagnetism and Magnetic Anisotropy in Cu Salf of Fully Deuterated DMe-DCNQI,(DMe-DCNQI-d_8)_2Cu" Journal of the Physical Society of Japan. 62. 1470-1473 (1993)

M.Tamura：“全氘化 DMe-DCNQI 的铜盐中的弱铁磁性和磁各向异性，(DMe-DCNQI-d_8)_2Cu”日本物理学会杂志。

S.Aonuma: "Giant Metal-Iusulator-Metal Transition Induced by Seleetive Deuteration of the Molecular Conductor,(DMe-DCNQI)_2Cu" Chemistry Lrtters. 513-516 (1993)

S.Aonuma：“分子导体的选择性氘化诱导的巨金属-Iusulator-金属转变，(DMe-DCNQI)_2Cu”化学 Lrtters。

H.Sawa: "Novel Electronic States of Partially Deuterated (DMe-DCNQI)_2Cu" Journal of the Physical Society of Japan. 62. 2224-2228 (1993)

H.Sawa：“新型部分氘化电子态（DMe-DCNQI）_2Cu”日本物理学会杂志。