2019 Fiscal Year Research-status Report
Exploration of structural diversity in pi-electron-hydrogen-coupled organic conductors
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19K05397
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
上田 顕 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (20589585)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機伝導体 / 水素結合 / Mott絶縁体 / 化学修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
π電子－水素連動型有機伝導体の構造多様性の探索、機能開拓を目指して、本年度は主に、対アニオンの置換・変更の観点から物質開発に取り組んだ。その結果、PF6イオンを対アニオンとする新規類縁体の合成、結晶化に成功し、その結晶構造、電気伝導性を明らかにすることができた。
室温下における結晶構造解析の結果、この物質は、以前申請者が合成したClO4塩とは異なる分子配列様式を有していることが分かった。これらの物質においてはいずれも、電子ドナー分子と対アニオン間に水素結合が形成されているが、四面体型のClO4イオンから八面体型のPF6イオンに置換することで、水素結合パターンが変化し、その結果、ドナー分子の配列様式が変化したと考えることができる。すなわち、これらの物質の結晶構造は分子間の水素結合に大きく影響を受けていることが分かった。
この新規物質の分子配列様式は、κ型と呼ばれるものであり、Mott転移や超伝導転移、量子スピン液体の観点で非常に興味深い。得られた単結晶を用いて電気抵抗率の温度依存性を調べたところ、測定温度領域（室温～100 K）では半導体的なふるまいが観測され、Mott絶縁体であることが示唆された。この結果は、室温下における結晶構造を基にしたバンド計算結果と矛盾していない。今後は磁化率測定を行い、極低温までの磁気的挙動を調べ、基底状態を明らかにするとともに、水素結合とπ電子の連動性について考察する予定である。
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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
新規物質の開発に成功し、その結晶構造ならびに電気抵抗測定により、本研究の目的である構造多様性や電子機能に関する知見を得ることができたから
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| Strategy for Future Research Activity |
上述したように、今年度合成に成功した新規物質の詳細な物性測定を行い、これまでの結果と総合して、水素結合とπ電子の連動性について考察する予定である。これと並行して、新たな類縁体の合成に取り組む。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの流行に伴い、予定していた学会出張が中止となったため、その分の旅費を翌年度に回すことを計画している
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