有機π-d系伝導体における一軸性圧縮による物性開発

• Project/Area Number: 15740210
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 伊東 裕 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260374)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2004: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2003: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 一軸性圧縮 / 擬1次元伝導体 / 一次元鎖構造 / 移動積分 / 角度依存磁気抵抗 / 偏光反射スペクトル / 金属絶縁体転移 / π-d系相互作用 / BEDT-TTFの価数 / ホール係数 / 超伝導転移 / 磁場誘起スピン密度波転移

Research Abstract

本研究では、遷移金属を含む擬1次元伝導体において、有機分子と遷移金属との相互作用を一軸圧縮によってコントロールすることにより、相転移や伝導のメカニズムの解明に寄与すると共に、新たな物性の開発を目指した。具体的な成果はつぎの通りである。
(1)ハロゲン架橋金属錯体
ジチオアルキル基が配位したPt-Pt-I(M-M-X)鎖構造を持つMMX系金属錯体では、白金原子の価数が高温での平均原子価状態から、低温での電荷分極状態へ転移する。この転移が210K付近での一次転移となって現れるブチル、ペンチル基の場合について一軸圧縮下での電気抵抗を測定した。加圧下では、転移温度が高温側にずれることがわかり、電荷分極状態が安定になることがわかった。これは理論予測と一致する。一方MMX鎖に垂直方向に加圧した際にも転移温度がずれたことから、理論に取り込まれていない配位子とMMX鎖との相互作用も重要であることがわかった。
(2)(BEDT-TTF)Cu_2Br_4
この物質はBEDT-TTFとCu_2Br_4の一次元鎖を持つが、鎖間の相互作用も大きく、むしろ3次元的な伝導を示す。加圧下でもCuの価数は1価のままである。一次元鎖に平行に圧縮した場合には静水圧と同様1GPaで1桁程度電気抵抗が低下するが、それと45度をなす方向ではほとんど圧力依存性が見られない。この結果は一次元鎖方向の移動積分が伝導を決定することを示している。
(3)(DMET)_2CuCl_2
この物質は金属伝導を示し低温で超伝導に転移する。角度依存磁気抵抗から移動積分の擬一次元性を定量的に明らかにした。これは偏光反射スペクトルから得たプラズマ振動数の結果と一致した。
(4)(DMET)_4(MCl_4)(TCE)_2(M=Mn, Co, Cu)
新規に合成されたDMET塩について、圧力下で金属絶縁体転移が抑制されることを見出した。

Research Products

• [Journal Article] Charge Carriers in the Divalent Conductor (BEDT-TTF)Cu_2Br_4 (2005)
  • Author(s): H.Ito, Y.Yokochi, H.Tanaka, S.Kuroda, R.Kanehama, M.Umemiya, H.Miyasaka, K-I.Sugiura, M.Yamashita, H.Tajima, J.Yamaura
  • Journal Title: Phys.Rev.B 71 Pages: 0852021-0852027
• [Journal Article] Electrical Conduction in Divalent BEDT-TTF Salts (2005)
  • Author(s): H.Ito, Y.Yokochi, H.Tanaka, S.Kuroda, R.Kanehama, M.Umemiya, H.Miyasaka, K.-i.Sugiura, M.Yamashita
  • Journal Title: Synthetic Metals (印刷中)
• [Journal Article] Control of the electronic phase transition of the MMX-chain complex Pt_2(n-pentylCS_2)_4I with the uniaxial compression (2005)
  • Author(s): H.Tanaka, Y.Hasegawa, H.Ito, S.Kuroda, T.Yamashita, M.Mitsumi, K.Toriumi
  • Journal Title: Synthetic Metals (印刷中)
• [Journal Article] New organic conductor (DMET)_2CuCl_2:synthesis, structure and physical properties (2004)
  • Author(s): M.Umemiya, H.Miyasaka, K.-i.Sugiura, M.Yamashita, H.Nishikawa, K.Kikuchi, I.Ikemoto, Y.Yokochi, H.Ito, S.Kuroda
  • Journal Title: Journal de Physique IV France 114 Pages: 589-590
• [Publications] H.Ito, Y.Hasegawa, H.Tanaka, S.Kuroda, M.Mitsumi, K.Toriumi: "Uniaxial Compression of the Halogen-Bridged Binuclear Metal Complex Pt_2(n-butylCS_2)_4I"J.Phys.Soc.Jpn.. 72(9). 2149-2152 (2003)
• [Publications] R.Kanehama, M.Umemiya, F.Iwahori, H.Miyasaka, K.Sugiura, M.Yamashita, Y.Yokochi, H.Ito, S.Kuroda, H.Kishida, H.Okamoto: "Novel ET-Coordinated Copper(I) Complexes : Syntheses, Structures, and Physical Properties (ET=BEDT-TTF=Bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene)"Inorg.Chem.. 42. 7173-7181 (2003)
• [Publications] M.Umemiya, H.Miyasaka, K.Sugiura, M.Yamashita, H.Nishikawa, K.Kikuchi, I.Ikemoto, Y.Yokochi, H.Ito, S.Kuroda: "New organic conductor (DMET)_2CuCl_2 : synthesis, structure and physical properties"Journal de Physique IV - Proceedings. (in press). (2004)
• [Publications] H.Ito, A.Ishihara, M.Hanada, G.Saito, J.Yamada: "Resistivity Anisotropy and Phase Diagram of the κ-Type BEDT-TTF Salts"Synth.Metals. 137. 1221-1222 (2003)
• [Publications] H.Ito, Y.Hasegawa, A.Ishihara, S.Takasaki, J.Yamada, H.Anzai: "Uniaxial compression effect on the resistive behavior of κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2"Synth.Metals. 134. 233-234 (2003)