2010 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom |
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| Project/Area Number |
20110003
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
小林 昭子 日本大学, 文理学部, 教授 (50011705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 礼三 独立行政法人理化学研究所, 加藤分子物性研究室, 主任研究員 (80169531)
堀内 佐智雄 (独)産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 主任研究員 (30371074)
石橋 章司 (独)産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究グループ長 (30356448)
西堀 英治 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10293672)
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| Keywords | 単一分子性金属 / HOMO/LUMO 2軌道分子系 / 有機強誘電体 / 電荷分布解析 / 第一原理計算 / 量子スピン液体 / 水素結合 / 陽子移動 |
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| Research Abstract |
物質開発グループは(1)分子性導体EtMe_3Sb[Pd(dmit)_2]_2の量子スピン液体状態を熱容量、熱伝導率、μSR等を用いて検討し、エネルギー励起がギャップレスであること、また、絶縁体であるにもかかわらず、スピンがあたかも金属中の電子のように熱を運んで、金属に匹敵するほど熱を良く伝えることを発見した。驚くべきことに、熱を伝える準粒子の平均自由行程は結晶のサイズと同程度であり、これが全く新しい量子力学的な液体状態であることを示している。(2)multi-frontier π-d系である単一分子性伝導体[Cu(dmdt)_2]は平面構造を持つ分子によって構成された単一分子性金属とは異なり、Cuが四面体配位構造をしている。バンド計算により反強磁性状態が基底状態である事が示唆されていたが、本年大きな良質な結晶を作成し100Kに磁気相転移を見つけた。伝導度測定の自動温度制御を試みた。(3)有機強誘電体に関する研究では、分子間水素結合とπ電子系の強い結合をベースに、昨年度のクロコン酸に続き、高い自発分極とキュリー点をもつ単成分系強誘電体を続々と発見した。中性-イオン性相転移系であるTTF-CA錯体とその誘導体では、強誘電性履歴特性を実測した。理論解析グループは研究のツールの第一原理計算プログラムについて最局在ワニエ軌道とスピン軌道相互作用(SOI)の計算機能の整備を進めた。適用計算として、単一分子性導体Pt(tmdt)_2とAu(tmdt)_2についてSOIを考慮した電子状態計算、有機強誘電体TTF-QBrCl_3について自発分極計算を行なった。TMTTF塩における電荷秩序による次元制御と磁気基底状態の競合について、第一原理計算とハバード模型を用いて解析した。電子密度解析グループはSPring-8の放射光単結晶および粉末X線回折により(TMTTF)_2PF_6,NT_3GaCl_4,(BEDT-TTF)213の単結晶電子密度解析による電荷秩序の直接観測、スピンクロスオーバ錯体の粉末未知構造決定した。
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