３次元πラジカル結晶の作製と物性

三维π自由基晶体的制备及物理性质

基本信息

批准号：
16J10893
负责人：
水野麻人
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

K４構造は、ダイヤモンド構造と同様の高い対称性をもつ3次元キラル構造であり、その理論計算では、ディラックコーン等の特徴的なバンド構造が予見されるなど、固体物性化学の分野で注目を集めている。Naphthalene diimide-Δ(NDI-Δ)は、立体的なπ共役系を有する三角形型の電子受容性分子であり、そのラジカルアニオン結晶ではNDI-ΔがK4構造を形成する。前年度、申請者はNDI-Δを用いて、(TBA)1.5(NDI-Δ) (TBA = tetrabutylammonium)なるラジカルアニオン塩(K4結晶)の作製に成功し、そのスピン格子がハイパーカゴメ格子に対応すること、更に、3次元スピンフラストレーションによりスピン液体状態になっていることを明らかにした。本年度は、(TBA)1.5(NDI-Δ)の比熱に関する更に詳細な検討を行い、スピン液体状態比熱の特異な温度依存性(∝ T0.62)を見出した。本系は有機ラジカルからなる初めての3次元スピンフラストレーション系であるため、この結果はスピン液体状態に関する重要な知見を与えるものとして、今後の理論的な検証・理解が望まれる。また、NDI-Δのラジカルアニオン塩に環状多座配位子を導入することで、K4構造と異なる新たな3次元構造の構築に成功した。NDI-Δのような立体π共役分子は、3次元πラジカル結晶の構築・物性探索に有用な系であると考えられる。

K4结构是一种类似于金刚石结构的高对称性三维手性结构，其理论计算预测了狄拉克锥等特征能带结构，在固体化学领域引起了人们的关注。萘二酰亚胺-Δ（NDI-Δ）是具有空间π共轭体系的三角形电子接受分子，在其自由基阴离子晶体中，NDI-Δ形成K4结构。去年，申请人利用NDI-Δ成功制备了(TBA)1.5(NDI-Δ)（TBA=四丁基铵）的自由基阴离子盐（K4晶体），其自旋晶格对应于超戈薇晶格。研究表明，自旋液体状态是由三维自旋挫败引起的。今年，我们对(TBA)1.5(NDI-Δ)的比热进行了更详细的研究，发现了自旋液态比热的独特温度依赖性(∝T0.62)。由于该系统是第一个由有机自由基组成的三维自旋受阻系统，因此该结果提供了有关自旋液态的重要知识，并且需要未来的理论验证和理解。此外，通过将环状多齿配体引入NDI-Δ的自由基阴离子盐中，我们成功构建了不同于K4结构的新三维结构。 NDI-Δ 等立体 π 共轭分子被认为是构建 3 维 π 自由基晶体并探索其物理性质的有用系统。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The University of Edinburgh(United Kingdom)

爱丁堡大学（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

三角形型πラジカルがつくる有機ハイパーカゴメ格子の量子スピン液体状態

三角形π自由基产生的有机超戈薇晶格的量子自旋液态

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
水野麻人;珠玖良昭;松下未知雄;土射津昌久;原佑樹;松下琢;和田信雄;清水康弘;阿波賀邦夫
通讯作者：
阿波賀邦夫

3D Spin-Liquid State in an Organic Hyperkagome Lattice of Mott Dimers

Mott 二聚体有机 Hyperkagome 晶格中的 3D 自旋液体状态

DOI：
10.1103/physrevlett.119.057201
发表时间：
2017
期刊：
Phys. Rev. Lett.
影响因子：
0
作者：
A. Mizuno;Y. Shuku;M.M. Matsushita;M. Tsuchiizu;Y. Hara;N. Wada;Y. Shimizu;and K. Awaga
通讯作者：
and K. Awaga

Spin Frustration in an Organic Hyperkagome Lattice of a Chiral Triangular Radical

手性三角形基团的有机 Hyperkagome 晶格中的自旋受阻