競合する電子相を有するハロゲン架橋金属錯体の光誘起電子スピン共鳴法による研究

利用光致电子自旋共振研究具有竞争电子相的卤桥金属配合物

基本信息

批准号：
17740191
负责人：
田中久暁
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

擬一次元ハロゲン架橋金属錯体(MX、MMX鎖)を電子スピン共鳴(ESR)法、光誘起ESR(LESR)法により研究した。MMX鎖として、高温の金属相(Pt^<2.5+>)と低温の絶縁的な交互電荷分極相(ACP相:Pt^<2+>-Pt^<3+>-Pt-Pt^2+)の間で逐次相転移を示すPt_2(n-pentylCS_2)_4Iを取り上げた。ACP相は非磁性だが、温度上昇に伴いスピン(Pt^<3+>;S=1/2)が熱励起される。高温相と低温相におけるESR信号の角度依存性を測定し、相転移に伴うスピンダイナミクスの変化を観測した。高温相では擬一次元金属に特有な磁気双極子相互作用のsecular項のみを反映した線幅の変化を観測した。他方、低温相では線幅は超微細構造を反映した角度依存性を示し、更にスピンの運動による尖鋭化が観測された。この結果から、熱励起されたスピンが理論的に予測されていたソリトンであることが明らかになった。一方、ACP相ではソリトンが光生成されることが前年度のLESR測定により示唆された。本年度は更に、LESR信号の時間応答特性や温度依存性を測定し、ソリトンの再結合過程を研究した。LESR信号は低温で数分の寿命を持つ正成分と、ほぼ減衰を示さない負成分の重ね合わせである。ソリトン(正成分)の信号強度は2分子再結合に特有な照射光強度依存性を示した。また、2分子再結合はLESR信号強度の減衰曲線の解析からも示された。再結合定数の温度依存性から、ソリトンの伝播機構が10Kで低温のトンネル過程から高温の熱活性ホッピング過程へ変化することが分かった。熱活性領域における活性化エネルギーは従来報告されているMX鎖や導電性高分子に比べて一桁以上小さく、MMX鎖ではソリトンの非局在性が強いことが示唆された。MX鎖に関しては、長鎖アルキル基を側鎖に持つ臭素架橋パラジウム錯体のESR測定を行った。この錯体はアルキル基のファスナー効果により電子相の競合が制御され、電荷密度波(CDW)相とモットハバード(MH)相の間で相転移を起こすことが、光学測定やX線構造解析から示唆されていた。ESR測定により低温の磁性的なMH相と高温の非磁性的なCDW相の相転移を明確に示すことに成功した。

使用电子自旋共振 (ESR) 和光诱导 ESR (LESR) 技术研究了准一维卤素桥接金属配合物（MX、MMX 链）。作为MMX链，高温金属相（Pt^<2.5+>）和低温绝缘交变电荷极化相（ACP相：Pt^<2+>-Pt^<3+>-Pt-Pt^2 + ) Pt_2(n-pentylCS_2)_4I，显示了之间的连续相变尽管ACP相是非磁性的，但其自旋(Pt^<3+>;S=1/2)随着温度升高而被热激发。我们测量了高温和低温阶段 ESR 信号的角度依赖性，并观察了伴随相变的自旋动力学的变化。在高温阶段，我们观察到线宽的变化仅反映磁偶极子相互作用的长期项，这是准一维金属的特征。另一方面，在低温相中，线宽表现出反映超精细结构的角度依赖性，并且由于自旋运动而观察到进一步锐化。这些结果表明，正如理论所预测的那样，热激发自旋是孤子。另一方面，前一年的 LESR 测量表明孤子是在 ACP 阶段光生的。今年，我们进一步测量了LESR信号的时间响应特性和温度依赖性，并研究了孤子复合过程。 LESR 信号是正分量和负分量的叠加，正分量在低温下的寿命为几分钟，负分量几乎没有衰减。孤子（正分量）的信号强度显示出对照射光强度的依赖性，这是双分子重组的特征。此外，通过分析LESR信号强度的衰减曲线也证明了双分子重组。从复合常数的温度依赖性来看，我们发现孤子传播机制在10K时从低温隧道过程转变为高温热激活跳跃过程。热活性区的活化能比之前报道的MX链和导电聚合物低一个数量级以上，表明MMX链中的孤子离域作用很强。对于 MX 链，ESR 测量是在侧链带有长链烷基的溴桥联钯配合物上进行的。光学测量和 X 射线结构分析表明，由于烷基的紧固件效应控制了电子相竞争，该配合物经历了电荷密度波 (CDW) 相和莫特-哈伯德 (MH) 相之间的相变曾经是。通过ESR测量，我们成功地清楚地展示了低温磁性MH相和高温非磁性CDW相之间的相变。