擬一次元ハロゲン架橋型金属錯体での光誘起構造相転移と前駆現象

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11215203
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 栗田 進 横浜国立大学, 工学部, 教授 (30089833)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 博 東京大学, 大学院・工学研究所, 助教授 (40201991) ; 末元 徹 東京大学, 物性研究所, 助教授 (50134052) ; 武田 淳 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (60202165)
• Keywords: 擬一次元物質 / ハロゲン架橋金属錯体 / フェムト秒時間分解分光 / 光誘起相転移 / 自己束縛励起子 / ハロゲン架橋複核錯体 / 圧力誘起相転移

Research Abstract

ハロゲン架橋白金錯体(M-X系)における自己束縛励起子の生成に伴う発光を、ハロゲンの種類をCl、Br、Iと変えて測定した。結果を相互作用モードに基づく一般性のあるモデルで解析をやり直したところ、実験結果をよく再現できた。この解析の結果、波束の幅は時間とともに広がっていくことが示唆された。Pt-Cl、Brの発光の基本的な振舞いは相互作用モードに含まれる振動の位相緩和に起因する局所振動エネルギーの結晶全体への散逸として解釈された。ところがPt-I系ではどの発光エネルギーで見ても発光寿命は非常に短く(0.6ps程度)、波束が振動を繰り返す間もなく、励起子そのものが無輻射的に緩和していることが分かった。この系では自己束縛励起子状態はもはやよく定義された状態ではなく、光誘起相転移への短寿命中間状態として認識すべきで、無輻射遷移緩和のうちの一定割合はソリトン対へと転換し、光誘起ドメイン生成に寄与していると思われる。
[-X^--Pt^<2.5+>-Pt^<2.5+>-X^--Pt^<2.5+>-Pt^<2.5+>-]なる一次元鎖を持つ複核Pt錯体(MM-X系)では、金属の価数や格子変形の自由度が大きくなるため、より多彩な電子相の存在や相転移の発現が期待できる。PtPt-I錯体において、カウンターイオンが異なる20種類以上の錯体について、偏光反射スペクトル、ラマン散乱スペクトルおよびスピン帯磁率の測定を行った。その結果、Pt間距離(d(Pt-I-Pt))の減少につれて、電荷分極相、CDW相、モットハバード相が現れることがわかった。電荷分極相にある錯体に圧力を印加したところ、いくつかの錯体でCDW相への相転移が確認された。((C_2H_5)_2NH_2)_4[Pt_2(pop)_4I]は、約0.5GPaの圧力でCDW相に転移するが、この圧力誘起相転移のヒステリシスは0.4GPa程度あり非常に大きい。このヒステリシスの領域で、系が準安定となった状態に光を照射したところ、安定な相への光誘起相転移をおこすことがわかった。

Research Products

• [Publications] S.Adachi,Y.Takagi,J.Takeda and K.A.Nelson,: "Optical Sampling Four-Wave-Mixing Experiment for Exciton Relaxation Processes"Opt.Commun. 174. 291-298 (2000)
• [Publications] J.Takeda,K.Nakajima,S.Kurita,S.Tomimoto,S.Saito,and T.Suemoto: "Femtosecond Optical Kerr Gate Fluorescence Spectroscopy for Utrafast Relaxation processes"J.Luminescence. 87-89. 927-929 (2000)
• [Publications] T.Suemoto,S.Tomimoto,S.Saito,K.Sakata,J.Takeda,and S.Kurita: "Observation of the Wavepacket Transit on the Adiabatic Potential Surface of Self-Trapped Excitions in Halogen-Bridged Pt Complexes"J.Luminescence. 87-89. 844-846 (2000)
• [Publications] J.Takeda,Y.Ikeda,D.Mihara,S.Kurita,A.Sawada and Y.Yokoyama: "Transient Absorption Spectroscopy for Photochemical Reactions of a Negative Photochromic Spiropyran"Mol.Cryst.Liq.Cryst. 345. 191-196 (2000)
• [Publications] Y.Ikeda,J.Takeda,and S.Kurita: "Transient Absorption Spectroscopy of a Photochromic Dinitroben-zylpyridine"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 345. 197-202 (2000)
• [Publications] K.Sakata,S.Kamei,T.Sekiya,J.Takeda and S.Kurita: "Decay Processes of a Photo-Excited State in a Strong Electron-Phonon Coupling System Trans-[Pt(en)_2Cl_2](ClO_4)_2"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1576-1577 (2000)
• [Publications] J.Takeda,K.Nakajima,S.Kurita,S.Tomimoto,S.Saito and T.Suemoto: "Time-resolved Luminescence Spectroscopy by the Optical Kerr Gate Method Applicable to Ultrafast Relaxation Processes"Phys.Rev.. B62. 10083-10087 (2000)
• [Publications] T.Suemoto,S.Tomimoto,S.Saito,K.Sakata,J.Takeda and S.Kurita: "Observation of the wave packet transit on the adiabatic potential surface of self-trapped excitons in halogen-bridged Pt complexes"J.Luminescence. 87-89. 844-846 (2000)
• [Publications] H.Okamoto,H.Kishida,M.Ono,H.Matsuzaki,M.Yamashita,and T.Manabe: "Photoexcitations in the strongly correlated 1D electron system of halogen-bridged Ni compounds"J.Luminescence. 87-89. 204-206 (2000)
• [Publications] H.Kishida,M.Matsuzaki,H.Okamoto,T.Manabe,M.Yamashita,Y.Taguchi,and Y.Tokura: "Gigantic optical nonlinearity in one-dimensional Mott-Hubbard insulators"Nature. 405. 929-932 (2000)
• [Publications] T.Kawashima,S.Miya,T.Manabe,M.Yamashita,K.Takizawa,T.Ishii,H.Matsuzaka,T.Sonoyama,H.Kitagawa,T.Mitani,H.Matsuzaki,H.Kishida,H.Okamoto,and R.Ikeda: "Charge fluctuation in quasi-one-dimensional halogen-bridged platinum binuclear mixed-valence compound A_4[Pt_2(pop)_4I]nH_2O"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 342. 145-150 (2000)
• [Publications] T.Manabe,T.Kawashima,T.Ishii,H Matsuzaka,M.Yamashita,K.Marumoto,H.Tanaka,S.Kuroda,H.Kitagawa,T.Mitani,and H.Okamoto: "Syntheses and physical properties of quasi-one-dimensional chloro-bridged Ni mixed-metal MX-chain compounds, Ni_<1-x>Pd_x(chxn)_2Cl_3."Synthetic Metals. 116. 415-418 (2001)
• [Publications] 岸田英夫,岡本博: "強相関一次元系の巨大非線形光学応答"固体物理. 36. 125-137 (2001)