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室温強磁性現象を示すTCNQ塩の磁気秩序機構の解明と磁気特性の改質

Research Project

Project/Area Number 11224209
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

杉本 豊成  大阪府立大学, 先端科学研究所, 教授 (30093256)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川上 貴資  大阪大学, 大学院・理学研究所, 助手 (30321748)
黒田 規敬  熊本大学, 工学部, 教授 (40005963)
植田 一正  大阪府立大学, 先端科学研究所, 助手 (10275290)
吉岡 泰規  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00291451)
Project Period (FY) 1999 – 2001
Project Status Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help
¥39,900,000 (Direct Cost: ¥39,900,000)
Fiscal Year 2001: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥13,000,000)
Fiscal Year 2000: ¥13,700,000 (Direct Cost: ¥13,700,000)
Fiscal Year 1999: ¥13,200,000 (Direct Cost: ¥13,200,000)
Keywordsテトラシアノキノジメタン / ラジカルアニオン塩 / 室温強磁性現象 / 磁場下の結晶成長 / 電子物性の磁場効果 / 新しいドナー分子 / 磁性金属錯体 / 磁性金属アニオンを持つ電荷移動塩 / アクセプタ / 結晶構造 / 室温強磁性的挙動 / 磁気秩序機構 / 分子軌道計算
Research Abstract

今年度は本研究課題の最終年であるので、当初の研究目標を達成するために精力的に研究を実施した。数年前に研究グループの一人である杉本は、地球磁場下(ほとんどOT)でCH_3CN/Et_2Oから再結晶により得られたCs_2TCNQ_3塩の結晶が、室温下で飽和磁化は小さいが強磁性を示すことを見出した。従来の純有機の強磁性体のキュリー温度は高くても20K程度であったので、この室温強磁性の発見は大変な注目を浴びた。しかし、この室温強磁性の発現が、Cs_2TCNQ_3塩の結晶中に含まれている強磁性金属によるものではないかとの疑念がもたれた。これを払拭するために、その後このCs_2TCNQ_3塩の結晶が示す室温強磁性の磁気構造および発現機構の解明に努力して来たが、大きな進展が見られなかった。ところが、この特定領域研究が発足し、研究分担者として参画していただいた黒田および川上両氏の協力のもとに、強磁場下結晶成長法による"磁場ドーピング"手法を用いて、Cs_2TCNQ_3塩の固体電子状態およびそれに基づく電子物性を変化させたことにより、この室温強磁性の発現は強磁性金属等の不純物によるものではなく、Cs_2TCNQ_3塩固有の電子物性であることを明らかにした。とくに、Cs_2TCNQ_3塩の結晶における"磁場ドーピング"効果は5Tの磁場以上で起こり、これにより強磁性のキュリー温度も320Kから400Kに上昇した。以上、解決せねばならなかった研究目標の一つは一応終了し得たことになるが、まだこの室温強磁性の発現機構に関しては未解決のままである。
これに加えて、(1)Cs_2TCNQ_3塩の高圧光学測定、(2)新しいドナー分子を用いたπ-d分子系の作成、(3)金属伝導性を示す、中性金錯体ポリマー薄膜の作成、および(4)BETS結晶におけるドナー分子と対アニオン間のπ-d相互作用の理論的解析の研究課題についても研究を行い、興味ある成果を得ている。

Report

(3 results)
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • 1999 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All Other

All Publications (20 results)

  • [Publications] K.Ueda, T.Sugimoto et al.: "Electrical Conductiong and Magnetic Properties in FeBr_4 Salts of Dimethylthio-and Ethylenedithio-tetrathiafulvalenothioquinone-1,3-dithiolemethides"Synth.Met.. 120. 803-804 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Hasanudin, N.Kuroda, T.Sugimoto: "Infrared Study on Structural Phase Transition in(NMe_4)_2TCNQ_3"Synth.Met.. 120. 1045-1046 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ueda, T.Sugimoto, T.Tada, N.-i.Nishimura, T.Mochida: "A Uniform and One-dimensional Stacking of 2,5-Dichlorotetracyanoquino-dimethanide Molecules in the Tetramethylarsonium Salt"Acta Cryst.. C57. 400-402 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kominami, T.Matsumoto, K.Ueda, T.Sugimoto et al.: "Crystal Structures and Electrical Conducting/Magnetic Properties in 1:1 FeCl_4 and FeBr_4 Salts of Dimethylthio- and Ethylenedithio-tetrathiafulvalenothioquinone-1,3-dithiolemethides"J.Mater.Chem.. 11. 2089-2094 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ueda, T.Sugimoto, T.Moebida: "2,5-Dichloro-7,7',8,8'-tetracyanoquinodimethanide N-Methylphenazinium"Acta Cryst.. E57. 1-3 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] N.Kuroda, T.Sugimoto, Hasanudin, K.Ueda, et al.: "Electronic Properties of Cs_2TCNQ_3 Crystals Grown under Magnetic Field"Synth.Met.. (In press). (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 杉本豊成: "先端材料のための新化学4-材料有機化学「7章 有機磁性体」"朝倉書店(印刷中). (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ueda,T.Sugimoto et al.: "2,2'-Spirobi (1,3-benzodithiole)"Acta Cryst.C. 56. e160-e161 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ueda,T.Sugimoto et al.: "Selenocarbonyl Analogues of Tetrathiafulvaleno-quinone (-thioquinone)-1,3-dithiolemethides as New Donor Molecules"Chem.Lett.. 842-843 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ueda,T.Sugimoto et al.: "1 : 1 Complexes of Tetrathiafulvaleno-thioquinone-1,3-dithiolemethides with CuBr_2 as a New Type of π/d Molecular System"Inorg.Chem.. 39. 3810-3815 (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ueda,T.Sugimoto et al.: "Crystal Structures, and Electrical Conducting and Magnetic Properties in CuCl_4 Salts of Tetrathiafulvalenothioquinone-1,3-dithiolemethides"J.Mater.Chem.. 11. 385-391 (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] N.Kuroda,T.Sugimoto et al.: "High Pressure Optical Absorption in Organic Semiconductor (NMe_4)_2TCNQ_3 and Cs_2TCNQ_3"Phys.Status Solidi (b). 232. 337-342 (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ueda,T.Sugimoto el al.: "A Uniform and One-Dimensional Stacking of 2,5-Dichlorotetracyano-quinodimethanide Molecules in the Tetramethylarsonium Salt"Acta Cryst.C. (in press). (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] T.Sugimoto: "Molecular Magnetism : New Magnetic Materials Edn by K.Itoh and M.Kinoshita"Kodansha/Gordon and Breach. 17(347) (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] N. Kuroda et al.: "Temperature Depcndence of Electronic Optical Absorption in (Nme_4)2(TCNQ)_3"Synthetic Metals. 103. 2327-2328 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] K. Yagi et al.: "Phase Transition of (Nme_4)2(TCNQ)_3"Journal of Physical Society, Japan. 68. 3770-3773 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] T. Sugimoto el al.: "Room-Temperature Ferromagnetic Behavior in 2, 5Diethyltetracyanoquinodimethanide Salts"Synthetic Metals. 103. 2312-2313 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] T. Sugimoto et al.: "Electrical Conducting and Magnetic Properties of Cesium Salts of Radical Anions of Dimethy-and Diethyl-Substituted Tetracyanoquinodimethancs"Synthetic Metals. 103. 2300-2301 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] C. Nakano et sl.: "Estimation of the Site-Energy Difference in the Crystal of Et_4 N(DMTCNQ)_2"Solid state Communications. (in press).

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] G. Maruta et al.: "Solid Sate High Resolution NMR Studies of Electron Spin Densities in Charge-Transfer Complex-Based Organic Ferromagnets"Synthetic Metals. 103. 2333-2334 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report

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Published: 1999-04-01   Modified: 2018-03-28  

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