中性単一分子による超伝導体および磁性金属の開発

利用中性单分子开发超导体和磁性金属

基本信息

批准号：
13304055
负责人：
小林昭子
金额：
$ 19.05万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13304055/
关键词：
拡張型TTF 中性単一分子ジチオレン金属錯体

项目摘要

本年度は拡張型ジチオフルバレンジチオラト配位子の中性単一成分磁性伝導体の合成を行った。銅錯体[Cu(dmdt)_2][dmdt^<2->=dimethyl-tetrathiafulvalenedithiolate]について大変興味深い結果を得た。この錯体は単結晶の室温電気伝導度が約4cm^<-1>と中性分子としては高く、活性化エネルギーは30meVで、バンドギヤップの小さい半導体である。0.12x0.07x0.01mmの微小結晶を用いて結晶構造をCCDX線構造解析装置により決定した。結晶学的なデータは、格子定数がa=24.24(2)Å,b=8.250(6),c=11.500(8),β=91.38(1)°,V=2299(2)Å^3, monoclinic, C2/c, Z=4である。2641点の反射強度に対してR値は0.055であった。銅には2つの平面配位子が四面体的に配位し、配位子の2面体角は約80度で、配位子はほぼ直交している。従って2つの配位子はそれぞれ隣の配位子と面を突き合わせ、二量体が直交した有機物超伝導体で有名なκ型構造をなしている。ただしこの場合には三次元のκ型構造である(図2)。このように中性単一成分分子性金属構造はこれまでに分子性結晶で見られなかった稠密な構造をしている事が大きな特徴である。又磁化率はCu^<2+>と思われる局在スピンが観測されており、伝導バンドと局在スピンの共存が予想される。このようにこの系の電子状態は特異的で、高圧下伝導度は大変興味深い。一方[Cu(tmdt)_2][tmdt^<2->=trimethylenetetrathiaful valenedithiolate]ではスピン密度6%の磁化率が観測され、単純なCurie-Weiss則にのらなかった。

今年，我们合成了一种具有延伸的二硫富瓦烯二硫醇配体的中性单组分磁导体。我们获得了关于铜络合物[Cu(dmdt)_2][dmdt^<2->=二甲基-四硫富瓦烯二硫醇]的非常有趣的结果。该配合物的单晶室温电导率约为4cm^-1，对于中性分子而言较高，并且活化能为30meV，使其成为具有小带隙的半导体。使用CCDX线结构分析仪使用0.12x0.07x0.01mm的微晶测定晶体结构。晶体学数据表明晶格常数为a=24.24(2)Å,b=8.250(6),c=11.500(8),β=91.38(1)°,V=2299(2)Å^3,单斜晶系，C2/c，Z=4。 2641点的反射强度的R值为0.055。两个平面配体在铜上以四面体配位，配体的二面角约为80度，且配体几乎正交。因此，两个配体中的每一个都面向相邻的配体，形成了众所周知的具有正交二聚体的有机超导体的κ型结构。然而，在这种情况下，它是三维κ型结构（图2）。中性单组分分子金属结构的一大特点是它具有分子晶体中从未见过的致密结构。此外，还观察到了似乎具有Cu ^ 2+ 磁化率的定域自旋，并且预期导带和定域自旋的共存。因此，该系统的电子态是独特的，其高压电导率引起了人们极大的兴趣。另一方面，在[Cu(tmdt)_2][tmdt^<2->=三亚甲基四硫醇缬烯二硫醇]中，观察到自旋密度为6％的磁化率，这不遵循简单的居里-韦斯定律。