FTパルスEPR法による分子性低次元磁性体のスピン相関とスピン緩和の研究

利用 FT 脉冲 EPR 方法研究分子低维磁性材料中的自旋关联和自旋弛豫

基本信息

批准号：
07740553
负责人：
塩見大輔
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka City University
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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

遷移金属イオンや有機ラジカル分子からなる低次元スピン系のスピン相関・スピン緩和を、FTパルス電子スピン共鳴法(EPR)を用いて調べることを試みた。得られた知見は以下の通りである。1.取りあげたニトロニルニトロキシド系有機分子錯体の結晶中では、基底スピン量子数の異なる2種類の分子(スピン量子数S=1/2とS=1)が交互に並んで1次元鎖を形成しており、互いに反強磁性的に相互作用していることがわかっている。この化合物のスピン-スピン緩和時間(横緩和時間)を調べたところ、80Kと10Kの間で温度の低下とともに徐々に増大することがわかった。このような温度変化は、従来研究されていた遷移金属イオンの低次元スピン系とはまったく異なるものであり、特異なスピン-スピン緩和の存在を示唆する。磁化率の測定結果やスピン状態の数値計算を考え併せた結果、S=1分子内の2つの不対電子がそれぞれ別個に隣の分子のスピンと対を作って磁気モーメントを失うことがわかった。S=1分子内の磁気的自由度の存在が、分子間一重項対の形成を通してスピン-スピン緩和に反映されたものと解釈できる。有機フェリ磁性体の実現が困難である理由のひとつとして、磁気秩序が上記の分子間一重項対によって阻害されることを提案した。2.2次元系として(CnH2n+1)CuCl4を調べる予定だったが、実験の結果、緩和時間が極めて短く信号の検出が困難であることがわかった。そこで、より基本的な2-スピン系である酢酸銅(亜鉛をドープしたもの)を取りあげ、パルスEPRによるニューテーションスペクトルを調べた。その結果、S=1/2(ドープ部位)とS=1(非ドープ部位)との間で分子間スピン分極移動が起こっていることを明らかにした。この結果はパルスEPRの新たな活用法-より検出感度の高い共存スピン種を経由して微弱信号成分を観測する-を示唆するものである。

我们尝试使用FT脉冲电子自旋共振（EPR）研究由过渡金属离子和有机自由基分子组成的低维自旋系统的自旋相关性和自旋松弛。所获得的发现如下：1。在提到的硝基硝基有机分子络合物的晶体中，两种类型的基底旋转量子数（自旋量子数s = 1/2和s = 1）的分子交替排列，以形成一维链，并且已知它们与彼此相互作用。研究了该化合物的自旋旋转弛豫时间（侧向松弛时间），发现它随着温度下降在80k和10k之间的升高而逐渐升高。这种温度变化与以前已经研究过的过渡金属离子的低维自旋系统完全不同，这表明存在奇异的自旋旋转弛豫。考虑到自旋状态的磁化易感性测量结果和数值计算的结果，发现S = 1分子中的两个未配对的电子与相邻分子的旋转分开成对，从而失去了磁矩。 S = 1分子内的磁性自由度的存在可以解释为通过形成分子间单重对的自旋旋转松弛反映。很难意识到有机铁磁材料的原因之一是，上述分子间单线对抑制了磁性。 2。我们计划将（CNH2N+1）CUCL4作为二维系统进行研究，但是实验表明，松弛时间非常短，很难进行信号检测。因此，我们采用了一个更碱性的2旋系统，乙酸铜（用锌掺杂），并使用脉冲EPR检查了新谱。结果，揭示了分子间自旋极化转移发生在s = 1/2（掺杂位点）和s = 1（未掺杂位点）之间。该结果提出了一种利用脉冲EPR的新方法 - 通过共存的自旋物种具有较高的检测灵敏度观察弱信号成分。