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2020 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

Research Project

Project/Area Number 17K05846
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

周 彪  日本大学, 文理学部, 教授 (80434067)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords単一分子性伝導体 / ディラック電子系 / 分子運動自由度
Outline of Annual Research Achievements

今年度では、初の常圧分子性ディラック電子系[Pt(dmdt)2]と同形構造を取り、ディラック電子系となることが期待できる[Ni(dmdt)2]の合成をし、その物性研究を行った。単結晶X線構造解析の結果、[Ni(dmdt)2]は[Pt(dmdt)2]と同形構造である事が確認された。[Ni(dmdt)2]の粉末圧縮ペレット試料の伝導度は室温(295 K)で200 S/cm、温度依存性をあまり示さずに、低温(10 K)でも100 S/cmと高い値を示した。磁化率測定では、[Ni(dmdt)2]は強い反磁性を示し、磁化率は室温で0.3×10-4 emu/mol、以降は70Kで-2.2×10-4 emu/molを示すまで低下し続けた。[Ni(dmdt)2]の物性挙動は[Pt(dmdt)2]と酷似しており、抵抗率と同様にディラック電子系であることが示唆されていた。[Pt(dmdt)2]では磁化率が120 Kでのゼロまでしか低下しなかったことと、その変化量が[Pt(dmdt)2]で1.2×10-4 emu/molであったのに対し、[Ni(dmdt)2]では倍以上の2.5×10-4 emu/molであることから、より強くディラック電子系性が現れていると考えられる。また、13C-NMRの測定の結果でも、[Ni(dmdt)2]の方が強くディラック電子系性が発現していると示唆されていた。第一原理バンド計算では、[Pt(dmdt)2]とよく似ているバンドエネルギー曲線とDOSが得られ、ディラックコーンの存在が確認された。これにより、[Ni(dmdt)2]が確かにディラック電子系であると証明された。また、[Ni(dmdt)2]のフェルミ面が[Pt(dmdt)2]より細くなっており、金属性が低くなっていたと考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度は新型コロナウイルス感染拡大の影響で、大学院生達は一時的に登校禁止によって実験ができなくなったので、一部予定していた測定が一旦止まっており、現況としては順調に進展しているとは言い難い。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度には、新型コロナウイルスの状況を鑑みつつ、可能な範囲で予定していた実験を実施し、分子性ディラック電子系の物理的な性質を明らかにすることに努める。
更に、最近ディラック電子系理論の専門家である小林(名古屋大学)のグループは、[Pt(dmdt)2]はエッジ強磁性を示す可能性が高いと指摘されている。この新奇な磁気構造を調べるために磁気光学カー効果測定や磁気抵抗測定を行う予定である。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの蔓延によって、参加を予定していた国際会議が中止となっただけではなく、実施を予定していた実験も中止せざるを得なかったため。
令和3年度には、新型コロナウイルスの状況を鑑みつつ、可能な範囲で実験を実施し、成果を着実に出すために予算を使用する。

  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Syntheses, Structures, and Physical Properties of Neutral Gold Dithiolate Complex, [Au(etdt)2]・THF2020

    • Author(s)
      Sakaguchi Kazuha、Zhou Biao、Idobata Yuki、Kamebuchi Hajime、Kobayashi Akiko
    • Journal Title

      Crystals

      Volume: 10 Pages: 1001~1001

    • DOI

      10.3390/cryst10111001

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Microscopic Observation of π Spin Polarization by d Localized Spin in λ Type BETS Based Organic Superconductors2020

    • Author(s)
      Hiraki Ko-ichi、Takahashi Toshihiro、Akiba Hiroshi、Nishio Yutaka、Zhou Biao
    • Journal Title

      Crystals

      Volume: 10 Pages: 1055~1055

    • DOI

      10.3390/cryst10111055

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spontaneous Antiferromagnetic Ordering in a Single Layer of (BETS)2GaCl4 Organic Superconductor2020

    • Author(s)
      Hassanien Abdou、Zhou Biao、Kobayashi Akiko
    • Journal Title

      Advanced Electronic Materials

      Volume: 6 Pages: 2000461~2000461

    • DOI

      10.1002/aelm.202000461

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Multiorbital antiferromagnetic metal induced by intramolecular self-doping2020

    • Author(s)
      Takagi Rina、Gangi Hiro、Miyagawa Kazuya、Nishibori Eiji、Kasai Hidetaka、Seo Hitoshi、Zhou Biao、Kobayashi Akiko、Kanoda Kazushi
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 2 Pages: 033321

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.2.033321

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tight-Binding Model and Electronic Property of Dirac Nodal Line in Single-Component Molecular Conductor [Pt(dmdt)2]2020

    • Author(s)
      Kawamura Taiki、Ohki Daigo、Zhou Biao、Kobayashi Akiko、Kobayashi Akito
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 89 Pages: 074704~074704

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.074704

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 単一成分分子性導体中のディラックノーダルライン系における電子相関効果2021

    • Author(s)
      川村泰喜、周彪、小林昭子、小林晃人
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会
  • [Presentation] Dirac nodal line物質M(dmdt)2 (M = Ni, Pt)の13C-NMR研究2021

    • Author(s)
      関根孝彦、須波圭史、宮川和也、秋元健汰、周彪、石橋章司、小林昭子、鹿野田一司
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会
  • [Presentation] ポーラス結晶に取り込まれたゲスト分子に由来する誘電特性2020

    • Author(s)
      周彪
    • Organizer
      第56回熱測定討論会
    • Invited
  • [Presentation] 単一成分分子性導体[Pt(dmdt)2]のエッジにおける電子相関効果2020

    • Author(s)
      川村泰喜、周彪、小林昭子、小林晃人
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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