有機導体の柔らかい格子における電子状態:物性制御から設計へ

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10102004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鹿児島 誠一 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30114432)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 隆祐 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (60302824)
• Keywords: 一軸性圧縮 / 有機導体 / 有機超伝導 / 極低温X線回折 / 電子状態

Research Abstract

本研究の目的は,構造的柔らかさを特徴とする有機導体の,分子配向の自由度に象徴される極低温構造変化と電子状態の相互関係を,一軸性圧縮などの外部制御のもとに解明することである。その知見に立つて,豊富な多様性をもつ有機導体の物性制御と設計に取り組む。具体的には,(1)一軸性圧縮などの制御のもとでの,磁気輸送現象による電子状態の精密な解明と,(2)極低温X線回折・散乱の観測による分子配向などの構造変化の解明,およびこれらの総合によって,(3)有機導体の電子物性の設計指針を得ることである。
伝導測定による一軸性圧縮効果の研究については,アルファ相BEDT-TTF系導体のセレン置換体,シータ相BEDT-TTF系導体,およびシータ型BO系導体について測定を行った。その結果,セレン置換体を除いては,伝導面内での分子2面対角が減少すると金属的,増大すると絶縁的となり,中間のある範囲で超伝導が起こるという描像を得た。しかしながら,セレン置換体だけはどの方向に圧縮しても超伝導を示した。現在,その起因を考察中である。フラーレン超伝導体への一軸圧縮効果の研究も開始し,カリウム添加フラーレン試料の実験のために,実験に使用する材料などの条件を明らかにした。今後,測定に着手する予定である。
一軸性圧縮・極低温下における有機導体の構造を解明し,物質構造と電子構造との関係を探るため,X線回折用の一軸圧縮ベリリウムセルとダイヤモンド・アンビル型静水圧セルを用意するとともに,ベリリウム製の真空ジャケットと熱放射シールドの性能を調べた。満足すべき結果を得たので,現在,X線回折測定を開始している。

Research Products

• [Publications] S.Kagoshima: "Artificial control of intermolecular distance of organic superconductors : α-type BEDT-TTF compounds"Current Appl. Phys.. 1・1. 72-76 (2001)
• [Publications] S.Kagoshima: "Control of Electronic Properties of Organic Conductors by Hydrostatic and Uniaxial Compression"phys. stat. Sol.. (b). 223. 97-104 (2001)
• [Publications] S.Kagoshima: "Novel electronic states of oganic conductors under uniaxial stress or uniaxial strain"Synth. Met.. 117. 87-90 (2001)
• [Publications] S.Kagoshima: "Control of electronic properties of organic conductors by uniaxial strain method"Synth. Met.. 120. 683-686 (2001)
• [Publications] M.Maesato: "Uniaxila strain study of organic conductors α-(BEDT-TTF)_2MHg(SCN)_4 [M=K, NH_4]"Synth. Met.. 120. 941-942 (2001)
• [Publications] R.Kondo: "Metal-insulator transition in donor-acceptor type superconductor, (BETS)_2(X_2TCNQ)"Synth. Met.. 120. 995-996 (2001)
• [Publications] K.Hiraki: "Electronic properties of novel donor-acceptor type charge transfer complexes, (BETS)_2(X_2TCNQ) (X=Cl, Br) : ^1H, ^<77>Se and ^<13>C-NMR"Synth. Met.. 120. 917-918 (2001)
• [Publications] K.Hiraki: "Electronic states of novel donor/acceptor type of organic superconductor, (BETS)_2(Cl_2TCNQ)"J. Phys. Chem. Solids. 62. 401-403 (2001)
• [Publications] H.Hiral: "Uniaxial strain study of organic conductors (TMTSF)_2PF_6"Synth. Met.. 120. 963-964 (2001)
• [Publications] M.Maesato: "Control of Electronic Properties of α-(BEDT-TTF)_2MHg(SCN)_4 [M=K, NH_4] by Uniaxial Strain Method"Phys. Rev. B. 64. 155104 (2001)
• [Publications] R.Kondo: "Superconductivity and Metal-Insulator Transition in Twin-Columnar Organic Supercodncutors, (BETS)_2(X_2TCNQ) [X=Cl, Br]"J. Phys. Soc. Japan. 70. 3023-3030 (2001)
• [Publications] S.Kagoshima: "Electronic and crystal structures of organic superconductors under the uniaxial strain"Current Applied Physics. 1・4-5. 307-311 (2001)