Syntheses and Physical Properties of Superconducting Single-Molecule Quantum Magnets

超导单分子量子磁体的合成及物理性质

基本信息

批准号：
17F17038
负责人：
山下正廣
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-07-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究目的は高伝導性を示す単分子量子磁石を合成して、伝導電子と局在単分子量子磁石との間の相互作用を用いて、巨大磁気抵抗などの新たな量子分子スピントロニクスを創製することである。今回、最初の試みとして、これまで数多くの超伝導性を示す有機伝導体の代表例であるBEDT-TTFをドナー分子として用い、アクセプター分子として希土類単分子量子磁石のLn(NO2)4（Ln=Tb(III), Dy(III))を用いて溶液中で電解酸化することにより2種類の半導体性単分子量子磁石を合成することに成功した。室温の伝導性は半導体であり、低温では絶縁体となった。そのために、伝動性の電子と、局在単分子量子磁石との間の相互作用がなかったために、負の磁気抵抗効果を観測することができなかった。次に、硫黄原子を配位子（＝L)にもつLn2L6 (Ln=Tb(III), Dy(III))を合成することに成功した。低温で単分子量子磁石挙動を示した。また、2種類の緩やかに磁気緩和を示した。低温側は直接緩和であり、高温側はラマン過程による緩和であると考えられた。直流磁場を加えることにより、単緩和へと変化した。この錯体においても、伝導性が小さいために、負の磁気抵抗効果を観測することはできなかった。更に、伝導性のドナーとして有名なBEDOを用い、アクセプターとしてCo(II)単分子磁石を用いて、溶液を電解酸化することにより、伝動性の単分子量子磁石を得ることに成功した。17Kまで金属的挙動を示し、5K以下で伝導電子と局在単分子量子磁石との相互作用により、負の磁気抵抗効果（ー２％）を示した。これはｄ－π相互作用によるものである。更に大きな巨大磁気抵抗効果を示すためには更に高伝導性の単分子量子磁石を合成する必要がある。

研究目的是合成一种单分子量子磁铁，该量子磁铁表现出较高的电导率并创建新的量子分子自旋形成型，例如使用导电电子与局部单分子量子磁体之间的相互作用进行巨型磁倍率。作为第一次尝试，我们成功合成了两种类型的半导性单分子量子磁铁，通过使用BEDT-TTF将稀土单分子量子磁体电氧化化，使用BEDT-TTF，这是有机导体的一个代表性的示例，它们表现出许多超导性的代表性示例，作为供体分子，并在一种量子上使用量子型量子，并将其用于稀有的量子元素。室温下的电导率是半导体，在低温下它成为绝缘体。因此，传输电子与局部单分子量子磁体之间没有相互作用，因此无法观察到负磁场效应。接下来，我们成功合成了ln2l6（ln = tb（iii），dy（iii）），用硫原子作为配体（= l）。在低温下证明了单分子量子磁铁行为。它还表现出两种类型的温和磁性松弛。据认为，低温侧是直接放松的，而高温侧则通过拉曼过程放松。 DC磁场的添加变为单个松弛。即使在这种复合物中，由于其电导率较低，也无法观察到负磁度效应。此外，我们通过使用著名的导电供体Bedo将溶液和CO（ii）单分子磁体作为受体进行电氧化，成功获得了可传输的单分子量子磁铁。它表现出高达17K的金属行为，通过传导电子与局部单分子量子磁体之间的相互作用在5K或更高的情况下显示出负磁磁性效应（-2％）。这是由于D-π相互作用。为了表现出更大的巨型磁化效应，有必要合成更高度导电的单分子量子磁铁。