室温強磁性現象を示すTCNQ塩の磁気秩序機構の解明と磁気特性の改質

阐明室温铁磁现象的 TCNQ 盐的磁有序机制和磁性能修饰

基本信息

批准号：
11224209
负责人：
杉本豊成
金额：
$ 25.54万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11224209/
关键词：
テトラシアノキノジメタンラジカルアニオン塩室温強磁性現象磁場下の結晶成長電子物性の磁場効果新しいドナー分子磁性金属錯体磁性金属アニオンを持つ電荷移動塩アクセプタ結晶構造室温強磁性的挙動磁気秩序機構分子軌道計算

项目摘要

今年度は本研究課題の最終年であるので、当初の研究目標を達成するために精力的に研究を実施した。数年前に研究グループの一人である杉本は、地球磁場下(ほとんどOT)でCH_3CN/Et_2Oから再結晶により得られたCs_2TCNQ_3塩の結晶が、室温下で飽和磁化は小さいが強磁性を示すことを見出した。従来の純有機の強磁性体のキュリー温度は高くても20K程度であったので、この室温強磁性の発見は大変な注目を浴びた。しかし、この室温強磁性の発現が、Cs_2TCNQ_3塩の結晶中に含まれている強磁性金属によるものではないかとの疑念がもたれた。これを払拭するために、その後このCs_2TCNQ_3塩の結晶が示す室温強磁性の磁気構造および発現機構の解明に努力して来たが、大きな進展が見られなかった。ところが、この特定領域研究が発足し、研究分担者として参画していただいた黒田および川上両氏の協力のもとに、強磁場下結晶成長法による"磁場ドーピング"手法を用いて、Cs_2TCNQ_3塩の固体電子状態およびそれに基づく電子物性を変化させたことにより、この室温強磁性の発現は強磁性金属等の不純物によるものではなく、Cs_2TCNQ_3塩固有の電子物性であることを明らかにした。とくに、Cs_2TCNQ_3塩の結晶における"磁場ドーピング"効果は5Tの磁場以上で起こり、これにより強磁性のキュリー温度も320Kから400Kに上昇した。以上、解決せねばならなかった研究目標の一つは一応終了し得たことになるが、まだこの室温強磁性の発現機構に関しては未解決のままである。これに加えて、(1)Cs_2TCNQ_3塩の高圧光学測定、(2)新しいドナー分子を用いたπ-d分子系の作成、(3)金属伝導性を示す、中性金錯体ポリマー薄膜の作成、および(4)BETS結晶におけるドナー分子と対アニオン間のπ-d相互作用の理論的解析の研究課題についても研究を行い、興味ある成果を得ている。

由于今年是该研究项目的最后一年，我们大力开展研究，以实现原来的研究目标。几年前，该研究组成员Sugimoto发现，在地球磁场（大部分是OT）下由CH_3CN/Et_2O重结晶得到的Cs_2TCNQ_3盐晶体表现出铁磁性，尽管我发现室温下饱和磁化强度很小。出去。常规纯有机铁磁体的居里温度最高在20K左右，因此室温铁磁性的发现引起了人们的广泛关注。然而，有人怀疑这种室温铁磁性是由于Cs_2TCNQ_3盐晶体中含有铁磁性金属造成的。为了解决这个问题，人们一直致力于阐明这种Cs_2TCNQ_3盐晶体所表现出的室温铁磁性的磁结构和机制，但尚未取得重大进展。然而，这一特定领域的研究启动了，在作为研究合作者参与的黑田先生和川上先生的合作下，我们利用强磁场下的晶体生长方法，利用“磁场掺杂”方法成功开发了Cs_2TCNQ_3盐。通过改变固态电子态以及基于此的电子特性，揭示了这种室温铁磁性不是由于铁磁金属等杂质造成的，而是由于Cs_2TCNQ_3盐特有的电子特性造成的。特别是，Cs_2TCNQ_3盐晶体中的“磁场掺杂”效应发生在5 T磁场以上，这也将铁磁居里温度从320 K提高到400 K。尽管必须解决的研究目标之一已经完成，但室温铁磁性发生的机制仍未解决。此外，(1) Cs_2TCNQ_3 盐的高压光学测量，(2) 使用新的供体分子创建 π-d 分子系统，(3) 创建具有金属导电性的中性金络合物聚合物薄膜，以及 (4)研究了BETS晶体中供体分子与反阴离子之间的π-d相互作用的理论分析，并获得了有趣的结果。