酸素官能基を導入した新規電子供与体を成分とする有機伝導体の開発

开发含有新电子给体并引入氧官能团作为组分的有机导体

基本信息

批准号：
07J06916
负责人：
白旗崇
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Ehime University (2008)Tokyo Institute of Technology (2007)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

酸素原子を有するドナー分子の合成は難易度が高く、詳細な物性研究がなされていないケースが多い。Fabreらによって報告されている(DMEDO-TTF)_2PF_6は130K付近で一次の構造相転移を示すが、室温の構造、転移後の構造、伝導挙動の詳細は明らかにされていない。本研究課題ではこの物質の130Kにおける相転移を調べる目的で結晶構造と伝導挙動を明らかにした。(DMEDO-TTF)_2PF_6の構造は(EDO-TTF)_2PF_6とほぼ同型であり、(TMTSF)_2X類似の構造である。ドナー分子はhead-to-tailでa軸方向に積層し、ab面に伝導面を形成している。室温の結晶構造解析に基づいて強結合近似法により計算したこの物質のバンド構造とフェルミ面から、この物質が積層方向に擬一次元的な電子系を有することが明らかになった。伝導シートに対し平行に測定した抵抗は室温から金属的な挙動を示すが、伝導シートに対し垂直に測定した場合半導体的な振る舞いを示す。同様の現象は(TMTSF)_2PF_6で報告されており、この物質がバンド計算の結果通り強い一次元性を有することを示している。いずれの方向でも約130Kで抵抗の飛びを伴った急激な転移がみられ。転移温度以下でも金属的挙動は保持されるが、約50Kで金属-絶縁体転移を示す。130K付近の転移は温度履歴(130-195K)があり、また冷却速度に依存した過冷却がみられることから一次の金属-金属転移であると考えられる。130K付近の転移およびこの物質の基底状態を調べるため無配向試料についてSQUIDによる磁化率の測定を行った。磁化率は温度の低下に伴い徐々に減少するが、142Kから上昇し130Kで極大になりその後パウリ常磁性的な振る舞いを示す。抵抗測定と同じように磁化率でも温度履歴が観測され温度範囲(130-195K)もよく一致している。一方、金属-絶縁体転移温度50Kでは磁化率の減少がみられ、この物質の基底状態は非磁性の絶縁相であることが明らかになった。

供体分子与氧原子的合成非常困难，在许多情况下，尚未研究详细的物理特性。虽然（DMedo-TTF）_2PF_6由Fabre等报道。在130 K附近展示了主要的结构相变，在室温下，过渡后的结构细节，传导行为尚未澄清。该研究主题揭示了在130K处研究该材料的相变的晶体结构和传导行为。（DMedo-TTF）_2PF_6的结构与（EDO-TTF）_2PF_6大致相同，并且与（TMTSF）_2X相似。供体分子通过头到尾在A轴方向上层压，并在A平面上形成导电表面。基于室温晶体结构分析，该材料的带状结构和通过强键近似方法计算得出的费米表面表明，该材料在堆叠方向上具有伪一维电子系统。平行于导电片的电阻表现出来自室温的金属行为，但是当垂直于导电片的垂直测量时，表现出半导体行为。在（TMTSF）_2PF_6中已经报道了类似的现象，表明该材料具有强烈的一维性，如频带计算所致。在这两个方向上，都在大约130K处观察到突然的转移。金属行为保持在过渡温度以下，但在约50K处表现出金属 - 绝缘体过渡。大约130k的过渡具有温度史（130-195k），被认为是主要金属金属过渡，因为它显示出取决于冷却速率的超冷。为了研究130K左右的转移和该材料的基态，使用鱿鱼在未取向的样品上测量磁敏感性。随着温度下降，易感性逐渐降低，但从142K上升至130K时最大化，然后表现出Pauli Promagnetic行为。就像电阻测量值一样，磁化率也可以观察到温度病史，并且温度范围（130-195k）也很好地一致。另一方面，在50K的金属 - 绝缘体过渡温度下观察到磁化率的降低，并且发现该材料的基态是非磁性绝缘阶段。