ポリアニリン誘導体の強磁性的性質とその発現機構に関する研究

聚苯胺衍生物的铁磁性能及其表达机制研究

基本信息

批准号：
07855098
负责人：
河合壯
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka 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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07855098/
关键词：
強磁性体導電性高分子ポリアニリン

项目摘要

ポリアニリンは、ド-ピング状態の安定性が高く、高密度のド-ピングが可能であるなどの特徴を有していることから、自己ド-ピング型ポリアニリン共重合体によりラジカルスピンを安定化させることにより、3次元的強磁性スピン配列をなす強磁性体の実現が期待できる。そこで、アニリンと1-アミノナフタレン-6-スルホン酸との共重合体を電解重合法により合成し、そのESR、SQUIDおよびAGFM等の低温域での温度依存性の測定を行った。合成された共重合体は、酸・塩基処理、酸化・還元処理において、基本的にはポリアニリンと同様の反応構造をとるが、自己ド-ピング効果によりスピンが安定化していることを、吸収スペクトル、ESRのpH依存性により確認した。共重合体を塩酸処理および酸化剤処理することにより、いずれの場合も磁化率と温度の積は温度の低下とともに上昇する強磁性的振る舞いが観測された。その際の転移温度すなわちキュリー温度は20K程度であった。導電率の温度依存性及び赤外吸収スペクトルによっては、この温度領域において結合の構造変化をともなうような変化が起こっていないことが確認されたが、SUQUIDによる磁化率の温度依存性の評価においては、磁化率の飛びが観測された。プロトン化および化学酸化によって強磁性と反強磁性との両方の挙動が見いだされた。以上のように、スルホン酸基の導入されたポリアニリン共重合体では、ポリアニンの基本的な性質を損なうことなく自己ド-ピングが行われることを明らかにし、その自己ド-ピングによりスピンが安定されるだけでなく、共重合体主鎖間の3次元的なスピン間相互作用を増強させ、強磁性的なスピン配列を実現することに成功した。

聚苯胺具有高度稳定的掺杂态和高密度掺杂的可能性等特性，因此可以利用自掺杂聚苯胺共聚物来稳定自由基自旋，从而有望实现三维铁磁材料。铁磁自旋排列。因此，我们通过电解聚合合成了苯胺和1-氨基萘-6-磺酸的共聚物，并测量了其在低温下的ESR、SQUID和AGFM温度依赖性。当酸/碱或氧化/还原处理时，合成的共聚物基本上具有与聚苯胺相同的反应结构，但吸收光谱显示由于自掺杂效应，自旋稳定，ESR的pH依赖性证实了这一点。通过用盐酸和氧化剂处理共聚物，观察到铁磁行为，其中磁化率和温度的乘积随着温度的降低而增加。当时的转变温度或居里温度约为 20K。电导率的温度依赖性和红外吸收光谱证实，在该温度范围内没有发生伴随键结构变化的变化，但在使用SUQUID评价磁化率的温度依赖性时，观察到磁化率的跳跃。在质子化和化学氧化时发现了铁磁和反铁磁行为。如上所述，揭示出在引入磺酸基的聚苯胺共聚物中发生自掺杂而不损害聚苯胺的基本性质，并且自掺杂使自旋稳定化，此外，他们成功地实现了铁磁自旋取向。通过增强共聚物主链之间的三维自旋-自旋相互作用。