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结构是一种三维性手性结构，具有与钻石结构相似的高对称性，理论计算预见到独特的带状结构，例如Dirac锥，引起了固体物理化学领域的注意。萘二酰亚胺δ（NDI-δ）是具有3Dπ共轭系统的三角电子接受分子，在其自由基阴离子晶体中，ndi-δ形成K4结构。在上一年中，申请人成功地制造了一种自由基阴离子盐（K4晶体），称为（TBA）1.5（NDI-δ）（TBA = Tetrabutylymonium），揭示了旋转晶格与超高晶格相对应，并且由于三维旋转自旋沮丧而导致的旋转液态状态。今年，我们对（TBA）1.5（NDI-δ）的特异性热进行了进一步的详细检查，并发现了旋转液态特异性热量的独特温度依赖性（∝ t0.62）。由于该系统是由有机自由基组成的第一个三维自旋挫败系统，因此结果为旋转液态提供了重要的见解，并且需要将来的理论验证和理解。此外，通过将循环多脱牙配体引入NDI-δ的自由基阴离盐中，我们成功地构建了一种与K4结构不同的新的三维结构。据认为，诸如NDI-δ之类的立体π共轭分子是用于构建和寻找3Dπ自由基晶体的物理特性的有用系统。

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