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2014 Fiscal Year Annual Research Report

共鳴X線散乱による分子性巨大磁気抵抗の解明

Research Project

Project/Area Number 24340084
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

花咲 徳亮  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70292761)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野上 由夫  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10202251)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywordsフタロシアニン / 巨大磁気抵抗 / 電荷秩序 / 共鳴X線散乱 / ラマン散乱
Outline of Annual Research Achievements

フタロシアニン分子性伝導体では巨大磁気抵抗効果が観測される。この機構を解明する上で、電子相関により電荷秩序を起こし分子の価数が不均一になるのを明らかにする事が重要である。これを確かめるため共鳴X線回折による検出を試みてきた。鉄の吸収端の直上で分子電荷の違いによるスペクトルの差異を見い出した。しかし、測定信号が弱いため明確な結論を得るに至っていない。この実験と同時平行で、分子電荷を検出する他の方法も探っている。電子は分子内の化学結合にも寄与するため、分子電荷(最高占有分子軌道に存在する電子数)によって結合の強さも変化する。そこで、分子価数が既知であるフタロシアン分子の標準物質において分子内振動をラマン散乱の測定で調べた。その結果、波数1530cm-1付近のモードが分子電荷の差異に対して変化する事を見いだした。このモードは、分子のピロールリング部が主に振動するモードであるが、最高占有分子軌道はピロールリング部分に存在しており、理論的にも妥当である。次年度は、巨大磁気抵抗効果を示すフタロシアニン分子性伝導体でこのモードの温度依存性を精査し、電荷秩序を微視的に解明する予定である。また、機構解明をする上で、伝導電子(π電子)と局在スピン(d電子)の分子内相互作用の知見も必要不可欠である。そこで、フタロシアニン分子を有機溶媒に溶かしハロゲンを加えて分子を酸化して、π電子とd電子スピンが存在する状態で溶液の磁化を測定した。その結果、ハロゲン添加量に比例して磁化が単調に増加し飽和していく事が分かった。この磁化の傾向とCurie定数の値から、π電子とd電子の間に強力な強磁性的相互作用(分子的フント結合)がある事が分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

機構解明の鍵となる、電荷秩序に敏感であると考えられる分子内振動モードを見いだす事ができ、研究の更なる進展が見込めるため。

Strategy for Future Research Activity

新たに見いだした分子内振動モードをプローブとして用いて、機構解明の鍵となる電荷秩序の検出をラマン散乱の測定を通じて、次年度も引き続き進めていく。

Causes of Carryover

共鳴X線散乱に関する詳細な解析を行ったが、結論を得るにはデータの精度がまだ十分ではない。そこで、計画を変更して、相補的な情報が得られると期待できるラマン散乱の測定を同時平行で行う事としたため、未使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

このため、相補的な情報が期待できるラマン散乱の測定を次年度に行う事とし、未使用額はその経費に充てることにしたい。

  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Bistable Multifunctionality and Switchable Strong Ferromagnetic-to-Antiferromagnetic Coupling in a One-Dimensional Rhodium(I)-Semiquinonato Complex2014

    • Author(s)
      M.Mitsumi, T.Nishitani, S.Yamasaki, N.Shimada, Y.Komatsu, K.Toriumi, Y.Kitagawa, M.Okumura, Y.Miyazaki, N.Gorska, A.Inaba, A. Kanda, and N.Hanasaki
    • Journal Title

      Journal of American Chemical Society

      Volume: 136 Pages: 7026-7037

    • DOI

      10.1021/ja5017014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-dimensional phthalocyanine-based conductor with S=3/2 isotropic magnetic centers2014

    • Author(s)
      Y.Takita, H.Hasegawa, Y.Takahashi, J.Harada, A.Kanda, N.Hanasaki, and Y.Inabe
    • Journal Title

      Journal of Phthalocyanines and Porphyrins

      Volume: 18 Pages: 814-823

    • DOI

      10.1142/S108842461450062X

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metal-Insulator Transition and Thermoelectric Properties in Hexagonal Barium Titanates2014

    • Author(s)
      S.Tsuchihashi, A.Kanda, H.Murakawa, and N. Hanasaki
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 3 Pages: 017033-1-5

    • DOI

      10.7566/JPSCP.3.017033

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] パイロクロア型ニオブ酸化物におけるNb四面体の電荷クラスター状態の探索2015

    • Author(s)
      鳥越秀平、青石優平、村川寛、松村大樹、吉井賢資、米田安宏、樹神克明、池田一貴、大友季哉、 中尾裕則、野上由夫、花咲徳亮
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-23 – 2015-03-23
  • [Presentation] 軸性フタロシアニンヨウ化物の伝導特性2015

    • Author(s)
      村川寛、駒田盛是、花咲徳亮
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-23 – 2015-03-23
  • [Presentation] 局在スピン密度の巨大磁気抵抗効果への影響2015

    • Author(s)
      池田光雄、神田成慶、村川寛、松田真生、稲辺保、田島裕之、花咲徳亮
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22 – 2015-03-22
  • [Presentation] 高効率熱電材料SnSeのキャリアドーピング効果2015

    • Author(s)
      土橋誠悟、青石優平、片山敬介、村川寛、花咲徳亮
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22 – 2015-03-22
  • [Presentation] SnSeの熱電特性の研究と1000K級高温輸送特性測定装置の作製2015

    • Author(s)
      青石優平、土橋誠悟、片山敬介、村川寛、花咲徳亮
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22 – 2015-03-22
  • [Presentation] Nb Tetrahedral Displacement in Pyrochlore Niobates2014

    • Author(s)
      S.Torigoe, H.Murakawa, Y.Nogami, H.Nakao, K.Kodama, D.Matsumura, K.Yoshii, and N.Hanasaki
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Interactive Materials Science Cadet Program
    • Place of Presentation
      阪急ホテルエキスポパーク(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-18
  • [Presentation] Magnetic and Electric Properties in a Phthalocyanine Molecular Mixed Crystal Exhibiting Giant Magnetoresistance2014

    • Author(s)
      M.Ikeda, A.Kanda, H.Murakawa, M.Matsuda, T.Inabe, H.Tajima, and N.Hanasaki
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Interactive Materials Science Cadet Program
    • Place of Presentation
      阪急ホテルエキスポパーク(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-18
  • [Presentation] Crystal Growth and Thermoelectric Properties in SnSe2014

    • Author(s)
      S.Tsuchihashi, Y.Aoishi, K.Katayama, H.Murakawa, and N.Hanasaki
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Interactive Materials Science Cadet Program
    • Place of Presentation
      阪急ホテルエキスポパーク(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-18
  • [Presentation] Magnetic-Field-Induced Suppression of Charge Order in Phthalocyanine- Molecular Conductor2014

    • Author(s)
      N. Hanasaki, A. Kanda, M. Ikeda, H.Murakawa, M.Matsuda, Y.Nogami, H. Tajima, and T. Inabe
    • Organizer
      5th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県・姫路市)
    • Year and Date
      2014-10-17 – 2014-10-17
  • [Presentation] Ferromagnetic Intramolecular pi-d Interaction in a Phthalocyanine Molecular Conductor2014

    • Author(s)
      M.Ikeda, A.Kanda, H.Murakawa, T.Inabe, H.Tajima, and N.Hanasaki
    • Organizer
      5th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県・姫路市)
    • Year and Date
      2014-10-14 – 2014-10-14
  • [Presentation] 巨大磁気抵抗効果を示すフタロシアニン分子混晶TPP[Co1-xFex(Pc)(CN)2]2における磁気特性2014

    • Author(s)
      池田光雄、神田成慶、村川寛、松田真生、稲辺保、田島裕之、花咲徳亮
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県・春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-10 – 2014-09-10
  • [Presentation] 非対称な軸性フタロシアニン分子の誘電特性2014

    • Author(s)
      村川寛、花咲徳亮
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県・春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-07

URL: 

Published: 2016-06-01  

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