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

2001 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, 大学院・工学研究院, 教授 (30089833)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 博 東京大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40201991) ; 末元 徹 東京大学, 物性研究所, 教授 (50134052) ; 武田 淳 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 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(STE)の発光を、フェムト秒周波数上方変換法を用い,ハロゲンをCl、Br、Iと変えて測定した。結果は相互作用モードに基づく断熱ポテンシャル上の波束の振動モデルでよく再現できた。その結果、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STE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解釈される.
一次元鎖を持つ複核Pt錯体(MM-X系)では、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・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。この他,フォトクロミック化合物単結晶の光異性化について新しい知見を得た.

Research Products

• [Publications] J.Takeda: "Femtosecond Optical Kerr Gate Fluorescence Spectroscopy for Ultrafast, Relaxation processes of β-Carotene"Carotenoid Science. 4. 60-61 (2001)
• [Publications] T.Sekiya, T.Fujita, S.Ohta, S.Kurita: "Photochromism in furlfulgide single crystal under high pressures"phys.state.sol.(b). 223. 355-359 (2001)
• [Publications] S.Toinimoto, S.Saito, T.Suemoto, J.Takeda, S.Kurita: "Femtosecond relaxation dynamics of excitons in 1D CDW systems"J.Luminescence. 94-95. 653-657 (2001)
• [Publications] T.Manabe, T.Ishii H.Matsuzaka, M.Yamashita, T.Kawashima, K.Marumoto, H.Tanaka, Y.Itoh, S.Kuroda, H.Okamoto: "Synthesis and physical properties of halogen-bridged Ni-Pd mixed-metal complexes, Ni_<1-x>Pd_x(chxn)_2XY_2"Synth.Met.. 120. 925-926 (2001)
• [Publications] T.Manabe, T.Kawashima, T.Ishii.H.Matsuzaka.M.Yamashita, K.Marumoto, H.Tanaka, S.Kuroda, H.Kitagawa, T.Mitani: "Syntheses and physical properties of quasi-one-dimensional chloro-bridged Ni-Pd mixed-metal MX-chain compounds, Ni_<1-x>Pd_x(chxn)_2Cl_3"Synth.Met.. 116. 415-418 (2001)
• [Publications] H.Kishida, K.Fujinuma, H.Okamoto: "Electromodulation spectroscopy in ferroelectric CT complex : TTF-CA"Synth.Met.. 120. 909-910 (2001)
• [Publications] T.Manako, Y.Okimoto, M.Izumi, S.Shinomori, M.Kawasaki, H.Kishida, H.Okamoto, T.Fukumura, M.Ohtani, Y.Tokura: "Orientation-controlled epitaxy of A_2CuO_3(A : Sr, Ca) films with large optical nonlinearity"Appl.Phys.Lett.. 79. 1754-1756 (2001)
• [Publications] H.Kishida, M.Ono, K.Miura, H.Okamoto, M.Izumi, T.Manako, M.Kawasaki, Y.Taguchi, Y.Tokura, T.Tohyama, K.Tsutsui, S.Maekawa: "Large third-order optical nonlinearity of Cu-O chains investigated by third-harmonic generation spectroscopy"Phys.Rev.Lett.. 87. 177401-177404 (2001)
• [Publications] T.Kawashima, K.Takai, H.Aso, T.Manabe, K.Takizawa, C.K-Terajima, T.Ishii, H.Miyasaka, H.Matsuzaka, M.Yamashita, H.Okamoto, H.Kitagawa, M.Shiro, K.Toriumi: "Syntheses and Physical Properties of Quasi-One-Dimensional Halogen-Bridged Cu^<II>-Pt^<IV>Mixed-Metal Complexes [Cu(chxn)_2] [PtX_2(chxn)_2]X_4"Inorg.Chem.. 40. 6651-6655 (2001)
• [Publications] S.Tomimoto, S.Saito, T.Suemoto, K.Sakata, J.Takeda, S.Kurita: "Bridging-halogen dependence of ultrafast dynamics of excitons in quasi-one-dimensional platinum complexes"Excitonic Processes in Condensed Matter (World Scientific). 413-416 (2001)
• [Publications] S.Iwai, S.Tanaka, K.Fujinuma, H.Kishida, H.Okamoto, Y.Tokura: "Ultra fast Optical Switching from Ionic to Neutral State in Tetrathiafulvalene-p-Chloranil (TTF-CA) Observed in Femtosecond Reflection Spectroscopy"Phys.Rev.Lett.. 88. 57402-57405 (2002)
• [Publications] W.Fujita, K.Awaga, H.Matsuzaki, H.Okamoto: "Room-temperature magnetic bistability in organic radical crystals : Paramagnetic-diamagnetic phase transition in 1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl"Phys.Rev.B.. 65. 064434-064442 (2002)
• [Publications] J.Takeda, H.Jinnouchi, S.Kurita, Y.F.Chen, T.Yao: "Dynamics of Photoexcited High Density Carriers in ZnO Epitaxial Thin Films"phys.stat.sol.(b). 229. 877-880 (2002)