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2011 Fiscal Year Annual Research Report

新規な電子機能を持つ単一分子性金属の開発

Research Project

Project/Area Number 20350069
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

小林 昭子  日本大学, 文理学部, 教授 (50011705)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 周 彪  日本大学, 文理学部, 助教 (80434067)
Keywords単一分子性伝導体 / 反強磁性相転移 / 分子性稀薄磁性合金 / Kondo系 / ジチオレン錯体 / 拡張型TTF骨格 / π-d系 / 四面体配位銅錯体
Research Abstract

[Cu(dmdt)_2]は分子自身が分子中心に局在したd軌道と平面配位子(dmdt)上に広がったπ分子軌道とを持ちπ-d系としての特徴を備えたユニークな単一分子性伝導体である。昨年度は[Cu(dmdt)_2]の低温構造と物性を詳しく調べることを目的として、単結晶試料の合成、四端子伝導度測定、13Kまでの低温X線構造解析、ESR測定およびDACを用いた単結晶高圧下伝導度測定を行った。本年は、95Kに新たに見つかった磁気相転移を磁化率測定により詳しく調べ、第一原理計算に基づく電子状態計算およびバンド構造の計算とあわせ、物性の解明を目指した。磁化率測定は1.28mgの試料を用いて測定した。室温から100Kまでは、磁化率はCurie-Weiss則に従い、95Kの幅広いピークが観測された。Curie定数は0.375でS=1/2スピンの存在が示唆された。またワイス温度は-180Kとかなり大きな反強磁性相互作用を示した。97Kでの電子スピン共鳴より求めたスピン磁化率と静磁化率の値1.4x10^<-4>emumol^<-1>がよく一致しESRのシグナルがそれ以下で消滅することから、この相転移は反強磁性相転移であることが結論できた。第一原理計算による基底状態は反強磁性的であることを支持する結果である。またNi(tmdt)_2とCu(tmdt)_2は同形構造を持っているので、混晶系を合成し稀薄磁性合金[Ni_<1-x>Cu_x(tmdt)_2](x=0.1-0.27)を得た。x〓0.15付近の狭い組成比の範囲において、磁化率がおよそ20K以下で温度低下とともに急激に上昇する様子が観測された。しかしxT値は低温で急激に減少し、近藤系での一重項基底状態の発生と対応した。磁化率のこの特徴的な振る舞いは高磁場下で消失する。フォノン散乱による抵抗を測定抵抗値から差し引き磁気散乱による抵抗変化を推定した。その結果磁化率の温度変化に対応し、8-20Kで抵抗がlogTに比例することを確認できた。分子性Kondo系が実現できたと考えられる。

  • Research Products

    (19 results)

All 2012 2011

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Charge Ordering and Carrier Generation by Air Oxidation of a Nickel Complex with Selenium-Containing Extended-Tetrathiafulvalenedithiolate Ligands2012

    • Author(s)
      H.Yajima, et al
    • Journal Title

      Inorg.Chem.

      Volume: 51 Pages: 2731-2733

    • DOI

      DOI:10.1021/ic2026768

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Giant Dielectric Anomaly of Metal-Organic Perovskite with Four-membered Ring Ammonium Cation2012

    • Author(s)
      Y.Idobata, et al
    • Journal Title

      J.Amer.Chem.Soc.

      Volume: 134 Pages: 871-874

    • DOI

      DOI:10.102/ja210019y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-component Layered Molecular Conductor, [Au(ptdt)2]2012

    • Author(s)
      B.Zhou, et al
    • Journal Title

      Chem.Lett.(Editor's Choice)

      Volume: 41 Pages: 154-156

    • DOI

      DOI:10.1246/cl.2012.154

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The First BETS Radical Cation Salts with Dicyanamide Anion : Crystal Growth, Structure and Conductivity Study2011

    • Author(s)
      N. D. Kushch, ; L. I. Buravov, A. N. Chekhlov, N. G. Spitsina, P. P Kushch, E. B. Yagubskii, E. Herdtweck, A. Kobayashi
    • Journal Title

      J. Solid. State. Chem.

      Volume: 184 Pages: 3074

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2011.09.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anomalous Dielectric Behavior and Thermal Motion of Water Molecules Confined in Channels of Porous Coordination Polymer Crystals2011

    • Author(s)
      B.Zhou, et al
    • Journal Title

      J.Amer.Chem.Soc.

      Volume: 133 Pages: 5736-5739

    • DOI

      DOI:10.1021/ja200978u

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dielectric Properties of Water Chains Incorporated in Porous Coordination Polymer Crystal [Cu(C_6H_4NO_2)_2]2011

    • Author(s)
      B.Zhou, et al
    • Journal Title

      Chem.Lett.

      Volume: 40 Pages: 1098-1100

    • DOI

      DOI:10.1246/cl.2011.1098

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic Single-Component Molecular Conductors Exhibiting Strong π-d Interactions2011

    • Author(s)
      A.Kobayashi, et al
    • Journal Title

      Polyhedron

      Volume: 30 Pages: 3298-3302

    • DOI

      DOI:10.1016/j.poly.2011.07.027

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Studies on Molecular Conductors-From Organic Semiconductors to Molecular Metals and Superconductors (On the occation of the 150^<th> anniversary of the Department of Chemistry, University of Tokyo)2011

    • Author(s)
      H.Kobayashi, et al
    • Journal Title

      Chem.-Asian J.

      Volume: 6 Pages: 1688-1704

    • DOI

      DOI:10.1-2/asia.201100061

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic and Thermal Properties of λ-(BETS)_2FeCl_4 System-Fe 3d Spin in Antiferromagnetic Insulating Phase2011

    • Author(s)
      H.Akiba, et al
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: 80 Pages: 063601-1,063601-3

    • DOI

      DOI:10.1143/JPSJ.80.063601

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 層状構造を持つ単一成分分子性伝導体-[Au(ptdt)2]の合成と物性2012

    • Author(s)
      周彪
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学
    • Year and Date
      20120325-20120328
  • [Presentation] セレン原子を導入した拡張TTF型ジチオラトニッケル錯体の合成および物性2012

    • Author(s)
      矢島寛之
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学
    • Year and Date
      20120325-20120328
  • [Presentation] 稀薄な磁気モーメントを持つ分子性合金一分子性近藤系2012

    • Author(s)
      井戸端裕樹
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学
    • Year and Date
      20120325-20120328
  • [Presentation] アゼチジンカチオンを含む有機ペロブスカイト型金属錯体の誘電異常2012

    • Author(s)
      今井勇二
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学
    • Year and Date
      20120325-20120328
  • [Presentation] 新規な電子機能性を示す分子物質の開発-分子性稀薄磁性合金と巨大な誘電異常を示す有機ペロブスカイト2012

    • Author(s)
      小林昭子
    • Organizer
      新学術領域研究"分子自由度が拓く新物質科学"第6回領域会議
    • Place of Presentation
      仙台(依頼講演)
    • Year and Date
      20120105-20120107
  • [Presentation] 銅原子を含む単一分子性伝導体の構造と物性2011

    • Author(s)
      小林昭子
    • Organizer
      分子アンサンブル2011
    • Place of Presentation
      理研(依頼講演)
    • Year and Date
      20111110-20111112
  • [Presentation] 金属錯体ポリマー結晶を用いた新しい誘電体の開発2011

    • Author(s)
      周彪
    • Organizer
      分子アンサンブル2011
    • Place of Presentation
      理研(依頼講演)
    • Year and Date
      20111110-20111112
  • [Presentation] Single-component Multifrontier p-d System, [Cu(dmdt)2] with Twisted Molecular Structure and Magnetic Phase Transition around 100 K2011

    • Author(s)
      Akiko Kobayashi
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Ferromagnets (ISCOM2011)
    • Place of Presentation
      Poznan, Poland(依頼講演)
    • Year and Date
      20110925-20110930
  • [Presentation] Dielectric Properties of Water Molecules in Porous Crystal, [Ln2Cu3(IDA)6]・Nh2o2011

    • Author(s)
      Biao Zhou
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Ferromagnets (ISCOM2011)
    • Place of Presentation
      Poznan, Poland
    • Year and Date
      20110925-20110930
  • [Presentation] 新規な電子機能性を示す分子物質の開発-単一分子性伝導体multi-frontier π-d系と新しいポーラス誘電体2011

    • Author(s)
      小林昭子
    • Organizer
      新学術領域研究"分子自由度が拓く新物質科学"第5回領域会議
    • Place of Presentation
      東京大学(依頼講演)
    • Year and Date
      20110608-20110609

URL: 

Published: 2013-06-26  

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