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光・磁場・界面を用いたフタロシアニン錯体の電子物性制御

Publicly Offered Research

Project AreaNew Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom
Project/Area Number 21110509
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

田島 裕之  東京大学, 物性研究所, 准教授 (60207032)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsフタロシアニン / 巨大負磁気抵抗 / 有機伝導体 / d-π相互作用 / 一次元伝導体 / 光CELIV / トラップ / 磁気トルク / 鉄フタロシアニン / 分子性伝導体 / 磁気トルク測定 / 磁気測定 / 電荷分離型フェリ磁性 / 光CELIV法
Research Abstract

鉄フタロシアニン錯体は、スピン自由度と軌道磁気モーメントの両方を有するユニークな分子である。この錯体では、巨大負磁気抵抗をはじめとする種々の現象が見つかっている。一方、これまでは、TPP[Fe(Pc)(CN)_2]塩に研究が集中しており、他の同型構造塩の研究は進んでいない。そこで本研究ではTPP[Fe(Pc)X_2](X=Br,Cl)に関して、磁気トルク(業績1)、光反射スペクトル(業績2)、極低温における電流-電圧特性の実験を行った。その結果、これらの塩は、TPP[Fe(Pc)(CN)_2]_2塩同様に、巨大負磁気抵抗と自発磁化を示すものの、i)d-d電子間のJ(交換相互作用)はCN塩の1/3と小さくなっていること、ii)Jが小さくなった結果、d電子の短距離秩序生成温度も約10Kと低下していること(CN塩では約25K)、iii)π電子の示す反強磁性転移温度は約12KでCN塩とほぼ同じであること、iv)電気測定で得られるCl塩のギャップは500Kで、光学スペクトルで得られるギャップ(600K)とほぼ一致していること、v)電流-電圧特性は、本質的にはPoole-Frenkel modelで表すことができること、vi)自発磁化はCN塩同様、電荷分離型フェリ磁性モデルを考えることにより説明できること、を明らかにした。これら一連の結果は、d-π電子系としての鉄フタロシアニン錯体の本質を明らかにするのに大きく役立つと考えている。
また、上記の研究と並行して、室温から極低温に至る広い温度範囲で光CELIV法の実験を行い、光CELIV法で得られるシグナルがmobilityよりもtrap密度関数を反映することを見出した。(業績3)この結果は有機半導体におけるmobilityの起原を理解する上で重要な結果と考えている。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Stable π-π dependent electron conduction band of TPP[M(Pc)L_2]_2 molecular conductors (TPP=tetraphenylphosphonium ; M=Co,Fe ; Pc=phthalocyaninato ; L=CN,Cl,Br)2011

    • Author(s)
      D.E.C.Yu, M.Matsuda, H.Tajima, T.Naito, T.Inabe
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Volume: 40 Pages: 2283-2288

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determination of trap density function based on photo-CELIV measurements at low temperatures2011

    • Author(s)
      H.Tajima, M.Yasui
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: (掲載確定 印刷中)

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic torque measurements of TPP[Fe(Pc)Br_2]_22010

    • Author(s)
      M.Inoue, K.Torizuka, H.Tajima, M.Matsuda, D.E.C.Yu, T.Naito, T.Inabe, N.Hanasaki
    • Journal Title

      Physica B

      Volume: 405

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic torque measurements of TPP[Fe(Pc)Br_2]_22010

    • Author(s)
      M.Inoue, K.Torizuka, H.Tajima, M.Matsuda, D.E.C.Yu, T.Naito, T.Inabe, N.Hanasaki
    • Journal Title

      Physica B (印刷中)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetophotocurrent Effect in Organic Photovoltaic Cells at Low Temperatures2010

    • Author(s)
      H.Tajima, M.Miyakawa, H.Isozaki, M.Yasui, N.Suzuki, M.Matsuda
    • Journal Title

      Synthetic Metals. 160

      Pages: 256-261

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic torque and magnetic susceptibility(AC and DC)measurements on PTMA_<0.5>[Fe(Pc)(CN)_2]・CH_3CN : The orian of spontaneous magnetization in[Fe(PC)(CN)_2]molecular conductors2009

    • Author(s)
      H.Tajima, G.Yoshida, M.Matsuda, J.Yamaum, N.Hanasaki, T.Naito, T.Inabe
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 80

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Giant negative magnetoresistance and charge-ordered ferrimagnetism in [Fe(Pc)(CN)_2] salts2010

    • Author(s)
      H.Tajima
    • Organizer
      3^<rd> Topical Meeting on Spins in Organic Semicon ductors (SPINOS2010)
    • Place of Presentation
      Amsterdam Netherlands
    • Year and Date
      2010-09-01
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Magnetophotocurrent Effect in Organic Photovoltaic Devices2009

    • Author(s)
      H.Tajima
    • Organizer
      International IMR Workshop on Group IV Spintronics
    • Place of Presentation
      東北大金研
    • Year and Date
      2009-10-05
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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