2017 Fiscal Year Research-status Report
末端に運動自由度を持つ置換基を配位子に導入した単一分子性伝導体の合成と物性研究
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17K05846
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
周 彪 日本大学, 文理学部, 准教授 (80434067)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 単一分子性伝導体 / 拡張TTFジチオレン配位子 / 分子運動自由度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、分子末端に運動自由度を有するジチオレン配位子と異なる中心金属が形成する単一分子性錯体を合成し、それらの構造決定と物性測定を行い、新規な単一分子性伝導体の開発を行う。
今年度では、配位子dmdtを用いて、一連の単一分子性伝導体[M(dmdt)2] (M = Ni、Pd、Pt、Au)の微小単結晶を得ることができた。単結晶X線回析実験及び放射光粉末X線回折実験により、中性の[M(dmdt)2] (M = Ni、Pd、Pt、Au)は互いに同型であることが判明した。[M(dmdt)2]の結晶構造は[M(tmdt)2]と同様に、単位格子内にたった一個の分子しかなく、中心の金属原子は格子点に乗っており、コンパクトで単純な構造をしている。しかし、[M(tmdt)2]はa軸に沿って分子がほぼ水平に配列しているのに対して、[M(dmdt)2]はa軸よりやや斜めに配列している。[M(dmdt)2]分子末端の回転自由度を持つメチル基があり、結晶構造が制御していることを考えられる。[M(dmdt)2] (M = Ni、Pd、Pt、Au)を用いて四端子法で4-298 Kの温度範囲で電気抵抗を測定しった。[Pt(dmdt)2]の室温伝導率は150 S/cmであり、室温から220 Kまで温度の下降に伴い抵抗率が減少し、弱い金属的なふるまいを示した。220 Kから4 Kまで温度の下降に伴い、抵抗率は緩やかな上昇を示した。しかし、4 Kまでの上昇は非常に小さいため、少なくでも[Pt(dmdt)2]は本質的に金属であると考えられる。[Ni(dmdt)2]は更に高い室温伝導率(200 S/cm)はを示し、[Pt(dmdt)2]とほぼ同様のふるまいを示した。[Pd(dmdt)2]、[Au(dmdt)2]の室温伝導率はそれぞれ30、10 S/cmであり、温度の低下に伴い抵抗率の上昇を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、分子末端に運動自由度を有するジチオレン配位子と異なる中心金属が形成する単一分子性錯体を合成し、それらの構造決定と物性測定を行い、新規な単一分子性伝導体の開発を行うことが目的である。今年度では、配位子dmdtを用いて、互いに同型である一連の単一分子性伝導体[M(dmdt)2] (M = Ni, Pd, Pt, Au)の微小単結晶を得ることができた。また、液体ヘリウム温度までの電気抵抗測定を行い、[Ni(dmdt)2] 、[Pt(dmdt)2]は本質的に金属であるが判明した。
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| Strategy for Future Research Activity |
単一分子性伝導体に関しては、正確な物性評価のための単結晶作成が主な課題で、[M(dmdt)2]単結晶の合成は今後も続け、更に詳細な電子構造、低温での物性評価を行う。例えば、[Pd(dmdt)2]、[Au(dmdt)2]の室温伝導率はそれぞれ30、10 S/cmであり、温度の低下に伴い抵抗率の上昇を示した。粉末ペレットを用いて測定を行ったので、結晶性が悪かったためか、本質的に半導体であるか、さらなる研究が必要である。
また、研究状況に応じて、物質の検索範囲を広げる。例えば、BEDT-TTF分子は、両末端エチレン基の配向自由度により、多様な電子状態子を示すことが知られている。そこで、BEDT-TTFと類似分子末端をもつジチオレン配位子etdtを合成し、新しい単一分子性伝導体系[M(etdt)2] (M = Ni、Pd、Pt、Au)を中心に検討を行うと考えている。
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| Causes of Carryover |
昨年度末までに論文の準備が完了しなかったため、論文発表についての英語校正費と印刷費が不要のため使用額に変更が生じた。この差額は現在準備中の論文の英文校正費と印刷費の一部として使用予定である。
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[Journal Article] Antiferromagnetic Mott insulating state in the single-component molecular material Pd(tmdt)22017
Author(s)
Rina Takagi, Dita Puspita Sari, Saidah Sakinah Mohd-Tajudin, Retno Ashi, Isao Watanabe, Shoji Ishibashi, Kazuya Miyagawa, Satomi Ogura, Biao Zhou, Akiko Kobayashi, Kazushi Kanoda
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 96
Pages: 214432
DOI
Peer Reviewed
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