分子磁性金属における電子状態・伝導・磁性相関の基礎物性研究

分子磁性金属的电子态、传导和磁关联的基础物理性质研究

基本信息

批准号：
11224202
负责人：
豊田直樹
金额：
$ 16.13万
依托单位：
Tohoku 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

项目摘要

λ-(BEDT-TSF)_2FeCl_4のマイクロ波伝導率測定を、これまで16GHzと45GHzに対して行ってきた。16GHzはすべてゼロ磁場下であるが、高周波電場E_<ac>をa^*, b^*, c軸方向に、そして、高周波磁場H_<ac>をa^*, b^*軸方向にかけた場合について実験している。E_<ac>//cのとき、半値幅が約50KからT_<MI>の範囲で、増大する異常が観測された。これは、マイクロ波損失の増加を表しており、伝導率が著しく低下することを意味する。しかし、この温度域の直流電気抵抗は、金属的に減少するだけである。半値幅と共鳴周波数の変化から、複素伝導率(σ^*=σ_1+iσ_2)、複素誘電率(ε^*=ε_1+iε_2)が計算できる。σ_1と直流伝導率σ_<dc>の温度変化を図1に示す。試料依存性も多少あるが、T_<MI>〜70Kの温度域で、σ_1が約2桁低下している。45GHzにおける測定でも、σ_1の低下は再現する。マイクロ波周波数帯でみると、この系の金属状態が極めて異常であることを示している。誘電率ε_1(σ_2に比例する)の解析は、金属シフトγ/n(γ:充填係数、n:分極定数)の取り方に敏感である。約70K以上では、異常な金属状態ではなく、σ_1とσ_<dc>の温度変化がほぼ一致するので、高温の結果を基に金属シフトを決定した。このとき、低温域の誘電率は3000-4000の正の値を取る。絶対値は、金属シフトに敏感であることを考慮すると、1000程度の誤差を含んでいる。伝導に異常が生じている温度域で、誘電異常も生じているのである。同じ結晶構造をとり、アニオンにdスピンを持たないGaCl4塩では、誘電性はもちろん、伝導性にも異常は生じない。したがって、FeCl_4塩のこの異常に、π-d相互作用が何らかの寄与をしていると考えられる。

到目前为止，我们已经在 16GHz 和 45GHz 下对 λ-(BEDT-TSF)_2FeCl_4 进行了微波电导率测量。 16GHz均处于零磁场状态，但a^*、b^*、c轴方向施加高频电场E_<ac>，a轴方向施加高频磁场H_<ac> ^*, b^* 轴方向我们正在试验案例。当E_<ac>//c时，在半宽度从大约50K到T_<MI>的范围内观察到增加的异常。这代表微波损耗增加，并且意味着电导率显着降低。然而，在此温度范围内的直流电阻仅在金属上降低。复电导率 (σ^*=σ_1+iσ_2) 和复介电常数 (ε^*=ε_1+iε_2) 可以根据半宽度和谐振频率的变化计算出来。图 1 显示了 σ_1 和直流电导率 σ_<dc> 的温度变化。尽管存在一定的样本依赖性，但在从 T_<MI> 到 70K 的温度范围内，σ_1 降低了大约两个数量级。 σ_1 的下降也在 45GHz 的测量中重现。从微波频段来看，这表明该体系的金属状态极其异常。介电常数ε_1（与σ_2成正比）的分析对于如何取金属位移γ/n（γ：填充系数，n：极化常数）很敏感。在大约70K以上，σ_1和σ_<dc>的温度变化几乎相同，而不是异常金属状态，因此我们根据高温结果确定金属位移。此时，低温范围内的介电常数取正值3000-4000。考虑到绝对值对金属位移敏感，因此包含1000左右的误差。在发生传导异常的温度范围内，也会发生介电异常。 GaCl4 盐具有相同的晶体结构，并且阴离子中不具有 d-自旋，因此不会表现出任何介电性或电导率异常。因此，认为π-d相互作用对FeCl_4盐的这种异常现象有一定的贡献。