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超伝導発現をめざした電荷移動塩積層膜の構造安定化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 05650007
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関東京商船大学

研究代表者

和泉 充  東京商船大学, 商船学部, 助教授 (50159802)

研究分担者 大貫 等  東京商船大学, 商船学部, 助手 (60223898)
研究期間 (年度) 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1993年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード電荷移動錯体 / 導電性LB膜 / 有機超電導 / 低次元物質 / 有機機能性薄膜 / π(パイ)電子糸
研究概要

超電導物質としてユニークな一群をなす有機電荷移動錯体(CTC)はπ電子系の示す興味深い振舞いが注目されている。われわれはEDT-TTF(ethylenedithio-tetrathiafulvalene)をドナー分子とするヨウ素のアニオンとのCTCをラングミュア・ブロジェット(LB)法により薄膜化して物性研究を行なっている。本研究はLB法により多層膜にした試料を40-50℃でアニール処理をすることにより長期間安定な分子集積構造をもつ膜を得ることに成功し、電気伝導機構に重要な役割をになうアニオン分子の配向状態と構造解析を行なったものである。以下に研究成果を列挙する。
1.アルキル鎖を修飾したEDT-TTF(SC_<18>)_2を合成し、純水をサブフェイズとする気液界面上に展開し表面圧-面積曲線を測定し、等温圧縮率を評価した。これをガラス基板のみならずポリイミド基板上にもdippingをおこない、ヨウ素ガス中でCTCとし電気伝導性LB膜を得ることができた。
2.1.の膜を長時間低温でアニールすることにより、X線回析で積層秩序を評価するかぎりもっとも高い積層秩序をもつLB膜とすることに成功した。
3.上記の膜を原子間力顕微鏡で評価したところLB膜としては極めて顕著に積層周期の半周期の整数倍に対応するステップ構造が観察され[2]とよい一致を示した。
4.膜面内の高い電気伝導度(1S/cm at 300K)はTTFカラムにそうπ電子軌道におけるアニオンとの間での電荷移動が支配していると孝察される。そこでシンクロトロン軌道放射X線によりその高い直線偏光に注目してアニオンI_3の分子配向をXANES(X線吸収端近傍構造分光)により調べた。詳細な測定の結果アニオンは積層面内にその分子軸を平行に分布していることが初めて明らかにされた。
5.これらの結果からこのCTCの面内最密充填構造を組み立てて構造モデルを提出した。モデルではアルキルブロック間での高い一次元電気伝導性を示唆する構造となり、最近作成に成功した同型単結晶との構造比較が進行中である。
6.この系では現状では超伝導は観察されていないが、その実現のためにはより2次元性の高い電子軌道を構成する必要がある。本研究成果により、ドナーおよびアニオンを取捨選択することにより、高い次元性をもった電子状態を創成する方法論を確立したといえる。

報告書

(1件)
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] H.Ohnuki: "X-ray absorption and diffraction investigations of iodine intercalated conducting LB film." Thin Solid Films. 印刷中. (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Izumi: "X-ray absorption and diffraction study of iodine intercalated conducting LB film." Photon Factory Activity Report. 印刷中. (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Izumi: "Molecular Orientation of Polyiodides in a conducting LB film based on TTF type π CT salt." Synthetic Metals. 56. 2560-2565 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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