有機導体の高圧下合成による分子配列制御と新物性の創生

• Project Area: New Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom
• Project/Area Number: 21110505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 谷口 弘三 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50323374)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2010: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2009: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 有機物質 / 結晶育成 / 超高圧 / 分子配列制御 / 新技術

Research Abstract

本研究では、これまでの先行実験で得られた多くの知見(溶媒の封入法、溶媒の凝固圧、高圧セルの電極導入法など)を基に、次のステップである「高圧下電解合成法の確立」を目指した。現在、内径14mmφの大型高圧セルにおいて、新たに考案した電極導入法をテストしているが、この年度の技術研究において、この手法をほぼ確立した。
確立した手法を、電荷移動錯体の一種である(BEDT-TTF)_2IBr_2に適用した。この系は、同じ組成で二種類の多系が存在する。そこで、電解による結晶成長における圧力の役割を明らかにするために、圧力下では、どの系の結晶が成長するかを調査した。溶媒の種類や濃度などの合成条件を低充填相(b-型)が出来る条件にして、高圧下合成を行ったところ、(a'-型)の結晶が得られた。合成は何度か行ったが、高圧下では高充填構造が選択的に得られる結果が得られた。このように、電解合成における圧力の役割を抽出できつつある。今後は、さらに他の系にも応用し、新物質の開発なども念頭において研究を推進していきたい。

Research Products

• [Journal Article] Short piston-cylinder pressure cells based on Ni-Cr-Al cylinders and their application to fragile materials (2010)
  • Author(s): H.Taniguchi, S.Takeda, R.Satoh, H.Komatsu, K.Satoh
  • Journal Title: Rev.Sci.Instrum 81 Pages: 33903-33911
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 有機導体の圧力効果の過去、現在、未来 (2010)
  • Author(s): 谷口弘三
  • Journal Title: 高圧力の科学と技術 20(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Contactless conductivity measurements on the organic conductor, κ-(ET)_4Hg_<2.89>Br_8, under pressure (2009)
  • Author(s): H.Oike, K.Miyagawa, K.Kanoda, H.Taniguchi, K.Murata
  • Journal Title: Physica B 404 Pages: 376-378
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 電荷移動錯体の高圧下電解合成 (2010)
  • Author(s): 岡部憲明、天川智之、谷口弘三、佐藤一彦
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] Crystal growth of charge-transfer complexes under high pressure (2010)
  • Author(s): H.Taniguchi, T.Tenkawa, N.Okabe, K.Satoh
  • Organizer: ICSM2010(合成金属の国際会議)
  • Place of Presentation: 京都国際会議場
  • Year and Date: 2010-07-06
• [Presentation] Crystal growth and mSR study on a layered antiferromagnet, k-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br (2010)
  • Author(s): M.Ito, H.Taniguchi, K.Satoh, Y.Ishii, I.Watanabe
  • Organizer: ICSM2010(合成金属の国際会議)
  • Place of Presentation: 京都国際会議場
  • Year and Date: 2010-07-05
• [Presentation] 有機導体(BEDT-TTF)(TCNQ)の圧力下結晶合成 (2009)
  • Author(s): 天川智之, 谷口弘三, 佐藤一彦
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-26