有機高スピン分子スピニクスの化学-直接的スピン同定分光の開発

有机高自旋分子自旋学化学-直接自旋识别光谱的发展

基本信息

批准号：
12020248
负责人：
佐藤和信
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

有機超伝導や有機強磁性を直接発現した新規な分子性物質として発見されて以来大きな注目を集めてきたフラーレンの多価アニオンの電子構造と分子構造を解明し、その量子的性質の発現機構の解明する手がかりを得ることを目的として、電子スピンニューテーション法とパルスESR法を適用した。カリウム金属ミラーを用いた接触還元法によって、フラーレンジアニオン及びドリアニオンを生成した。スピン状態はそれぞれ三重項、四重項状態になることをcw-ESRおよび二次元電子スピンニューテーション法の測定により同定し、微細構造定数を決定し、分子構造における対称性の低下を明らかにした。また、ESRスペクトルの温度依存性から、サンプルを室温から4.2Kに急冷したときのみ、それぞれ三重項、四重項状態が基底状態となり、10K付近で低スピン状態との逆転が起こり、それぞれ基底一重項、二重項に変化する特異な電子状態をフラーレシ多価アニオン状態がもつことを発見した。パルスESRを用いた緩和時間の測定において、10K以上で観測される熱励起の三重項、四重項状態においてフォノンボトルネック現象が生じ、さらにスピン格子緩和曲線にうねりが生じるスピン格子緩和の異常を初めて観測した。これらの現象をScott-Jeffriesの式、および核の振動を考慮した二重振動子非対称ポテンシャルを用いたシュレデンガー方程式に基づいて考察を行い、ボトルネック現象によってスピン格子緩和速度が遅くなったことと励起スピン状態が近接しているため、すなわちポテンシャル壁の高さが低いためにインコヒーレント共鳴スピントンネル現象がスピン格子緩和曲線のうねりとして観測されたものであると結論した。この共鳴スピントンネル現象は、アルカリ金属をドープしたフラーレン結晶系のhigh-Tc超伝導発現機構を説明する低スピン状態における動的なヤーン・テラー理論を支持する最初の実験的証拠である。

将电子自旋营养方法和脉冲ESR方法应用于富勒烯的多价阴离子的电子和分子结构，自从它们作为新颖的分子物质发现以来，它们一直引起人们的关注，这些新分子物质直接表达有机超导性和有机富特磁性，并获得了量子特性的机构。使用钾金属镜子通过催化减少产生富勒替尼酮和Doryanion。自旋态分别通过CW-ESR和二维电子自旋营养方法测量分别鉴定为三重态和四倍状态，并确定了微结构常数，揭示了分子结构中对称性的减少。此外，从ESR光谱的温度依赖性来看，只有当样本从室温从室温淬火至4.2K时，三胞胎和四局状态分别成为基础状态，并且具有低自旋状态的倒置发生在10K左右，而全部良好的Polyanion状态则具有奇异的电子状态，具有单一的电子状态，将基础单曲变化为单曲和两倍的单曲，相当倍增。在使用脉冲ESR测量松弛时间时，在10K或更多的三重态和四倍的热激发状态中发生了声子瓶颈现象，在10k或更多的情况下观察到的热激发状态，并在自旋晶格弛豫曲线中引起自旋晶格弛豫的异常。 These phenomena were examined based on the Scott-Jeffries equation and the Schredenger equation using double oscillator asymmetric potential taking into account the vibrations of the nucleus, and concluded that the incoherent resonance spin tunnel phenomenon was observed as a swell of the spin lattice relaxation curve due to the bottleneck phenomenon and the proximity of the excited spin state, that is, because the height of the电势壁很低，观察到不一致的共振自旋隧道现象是自旋晶格松弛曲线的膨胀。这种共振的自旋隧穿现象是低自旋状态下支持动态纱线理论的第一个实验证据，该证据解释了碱金属掺杂的富勒烯晶体系统中高-TC超导性的机理。