異方的分子間相互作用による伝導性超分子フレームの構築と複合物性の開拓

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11640575
• Research Institution: THE INSTITUTE OF PHYSICAL AND CHEMICAL RESEARCH (RIKEN)
• Principal Investigator: 今久保 達郎 理化学研究所, 分子物性科学研究室, 研究員 (60291332)
• Keywords: ヨウ素 / 超分子 / 超伝導 / 一軸性圧力 / 有機伝導体 / 分子間相互作用 / TTF / TSeF

Research Abstract

1.θ-(DIETS)_2[Au(CN)_4]の一軸加圧下における超伝導の発見
以前より、静水圧下での有機伝導体の物性測定は広く行われてきたが、最近、鹿児島らによる一軸圧力下での測定法が確立され、異方的圧力に対する電子物性の変化が興味をもたれている。一軸圧はその手法自体が異方的であることから、本研究で扱うヨウ素結合を含む超分子有機伝導体のように結晶自体に強い異方的分子間相互作用を含むものは、異方的圧力に対する応答も大きなものであることが期待できる。このような観点から、我々は常圧下で明瞭な金属一絶縁体転移が見られるθ-(DIETS)_2[Au(CN)_4]の一軸圧力下での電気伝導性について検討を行った。この塩は静水圧下では20kbarにおいても低温でなお絶縁層が存在するが、一軸性の圧力下では5kbar程度で完全に絶縁化が抑えられ、さらに10kbarで超伝導転移(T_e=8.6K(onset))を確認することに成功した。
2.TSeF誘導体への展開
既知の含ヨウ素TTF誘導体のうち、硫黄原子をセレン原子に置換した中心骨格を含むものについては、電気伝導度と結晶性の両面から向上が期待できる。中でもDIETSe分子は、様々な有機分子性金属を与えたドナー分子DIETSとの比較という点からその構造と物性に興味が持たれる系である。今回、有毒試薬を極力用いないDIETSeの量産法の確立に成功し、種々の直線状陰イオンについて結晶作成を行ったところ、AuCl_2塩が室温での電気伝導度が約700Scm^<-1>と非常に高くなおかつ4.2Kまで安定な金属状櫨を保つことを見出した。X線構造解析の結果から、陰イオン中心の金原子に対してドナー上のヨウ素原子が配位した特異な超分子ネットワークが成立していることが判明した。

Research Products

• [Publications] Tatsuro Imakubo, Tomonori Iijima, keiji Kobayashi, Reizo Kato: "A new synthetic route to TTF-vinylogues"Synthetic Metals. 120. 899-900 (2001)
• [Publications] Tatsuro Imakubo, Atsushi Miyake, Hiroshi Sawa, Reizo Kato: "Synthesis and physical properties of(DIETS)_2[Au(CN)_4] : A new θ-salt with a unique donor…anion network"Synthetic Metals. 120. 927-928 (2001)
• [Publications] Tatsuro Imakubo, Naoya Tajima, Masafumi Tamura, Reizo Kato, Yutaka Nishio, Koji Kaita: "A Supramolecular Superconductor θ-(DIETS)_2[Au(CN)_4]"Journal of Materials Chemistry. 12・2. 159-161 (2002)
• [Publications] Tatsuro Imakubo, Naoya Tajima, Masafumi Tamura, Reizo Kato, Yutaka Nishio, Koji Kaita: "Supramolecular organic conductor θ-(DIETPS)_2[Au(CN)_4] : unique structure and superconductivity under uniaxial strain(DIETS=diiodo(ethyleneditibo)diselenadithiafulvalene)"Synthetic Metals. (印刷中).
• [Publications] Reizo Kato, Tatsuro Imakubo, Hiroshi M., Yamamoto, Ryoko Maeda, Masahiro Fujiwara, Jun-ichi Yamaura, Hiroshi Sawa: "An application of supramolecular chemistry to molecular conductors"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (印刷中).