2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Novel Phase Transition Mechanisms for Molecular Conductors by Applying Multiplicity of Electronic State Determinant Factors
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26288035
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
矢持 秀起 京都大学, 理学研究科, 教授 (20182660)
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2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分子性導体 / 分子性固体 / 強電子相関系 / 結晶工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多重不安定性物質(EDO-TTF)2XF6 (X = Sb) の低温相への光照射に対する挙動について昨年度からの検討をまとめ、論文発表を行った。X = Pの場合、低温相へのパルス光照射により準安定状態(光誘起相)を経由した後、高温相と同等の状態に移行するのに対し、X = Sbの場合はX = Pの時とは異なる結晶構造を持つ光誘起相に変化し、高温相類似の状態に移ることなく長時間にわたってそこに留まったままになる事が判った。
(TMTTF)3[TTF(CO2)4H2]について、TTF核部分の電荷を{}内に併記すると、(TMTTF{+1}) (TMTTF{0}) (TMTTF{+1}) [TTF{0}(CO2)4H2] で示されるTMTTFの3量体と分子全体としては-2価の電荷を持つ[TTF(CO2)4H2]が交互に積層したカラム構造を持つことを昨年度の段階で明らかにしていた。本物質のRamanスペクトルについては、昨年度段階で測定に使用していた試料に不具合があることが判ったが、本年度測定を行い直しTTF核について電荷秩序状態にあることを確認した。さらに、100 K以下ではTMTTF上の電荷が均一化していることが判った。磁化率の温度変化はsinglet-triplet模型で示される挙動を示し、本物質中のTMTTFの3量体部分について、室温で形成されていた電荷秩序状態が低温では融解することが判った。
他の導電性成分分子を用いた研究の成果として、(BEDO-TTF)4(ReF6)(H2O)6が低温で高い導電性(4.2 Kで30-50 Scm-1)を持ったまま単分子磁石挙動を示す多重機能性を持つ分子性固体であることを明らかにした。また、比較的大きなサイズを持つ中性分子を組込むことによって、C60の-2価イオンが低温でも2量化しない塩を作製できることを示すなどの成果を得た。
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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
本研究の目的である、電子相転移に関して新規機構を発現させることは、分子性物質の機能性を引出し、遍歴電子系の基礎科学を進展させ、同時に相転移に伴う物性変化を利用した応用技術の基礎を与える課題である。
この研究目的の達成に向け、本研究課題申請書に記した研究計画に沿って多重不安定性物質の相転移挙動の実験的検討と閉殻陰イオン部位を含むTTF誘導体を用いた新規錯体の開拓研究を行っている。前者については、EDO-TTF塩の光誘起相転移挙動が対イオンに依存することを見出した。後者については、4個のカルボキシレート基を持つTTF誘導体の-2価陰イオンを用いることにより、第2のTTF誘導体との錯体を得ている。上述の通り、TTF核について電荷秩序化状態が形成された錯体を得ており、さらにその秩序が低温で部分的に融解することを見出している。
並行して検討している、他の導電性成分分子を用いた新規物質開拓においても興味ある物性を示す錯体を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
第2の課題である、閉殻陰イオン部位を含むTTF誘導体を用いた錯体について新規物質の開拓と構造・物性の検討に重点を置いて研究を進める。[TTF(CO2)4H2]だけではなく、他の負電荷を持つTTF誘導体を用いた物質開拓を行う。
また、予備実験段階ではあるが、(TMTTF)3[TTF(CO2)4H2]を酸性水溶液に浸漬した状態で通電すると導電性が増大する事を見出しており、その機構解明を含めた研究を行いたい。
置換基として閉殻陰イオン部位を持たない導電性成分分子を用いた物質開拓も継続する予定である。
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| Causes of Carryover |
本研究費が採択された時、研究計画調書記載の研究経費に対して交付決定額が少なく、申請していた設備備品を購入すると試薬等の消耗品が購入できなくなり、本課題の研究を遂行できないことが判った。幸いなことに、研究代表者所属の研究機関内で申請していた備品(質量分析計)を別途使用できる様になり、本研究課題を遂行することが出来る環境は整った。また、初年度のみならず2年度目以降も研究計画調書に申請した研究費に比べて交付内定額が少なく、当初予定の設備備品を購入しなかったことによる余剰分を基金として、毎年度の物品費・旅費等に充てることとした。
最終年度もも研究計画調書に申請した補助金額を確保することはできないが、基金分を用いて出来るだけ当初予定に近い物品費・旅費等を確保し使用する。
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