有機ラジカルを含むアニオンを構成成分とする有機伝導体の開発

• 研究課題/領域番号: 14740330
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 兵庫県立大学 (2004); 姫路工業大学 (2002-2003)
• 研究代表者: 圷 広樹 兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 助手 (80316033)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円); 2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2002年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
• キーワード: 有機ラジカル / 安定有機ラジカルアニオン / BEDT-TTF / 有機伝導体 / 有機磁性体 / 有機性伝導体 / 伝道度の圧力依存性 / X線結晶構造解析 / 有機磁性伝導体 / 伝導度の圧力依存性 / 有機超伝導体

研究概要

平成16年度の研究実施計画に上げた3つの目標のうち、2つについて進展があった。
I.Peter Day教授との共同研究
β"-(BEDT-TTF)_4[(H_3O)M(C_2O_4)_3]_2[(H_3O)_2(18-Crown-6)]・5H_2Oについては、北大との共同研究により、電気伝導のみでなくプロトン伝導を示すことが明らかに出来、さらにDurham大学との共同研究により、結晶構造との相関も明らかにすることが出来、これらの結果を基に速報誌に論文発表をすることが出来た。β"-(BEDT-TTF)_4[(H_3O)M(C_2O_4)_3]Solventについては、Oxford大学との共同研究で超伝導状態の理解がさらに進み、また分子科学との共同研究により、超伝導状態でも電荷不均一が存在するという事実が明らかになりつつある。Durham大学Oxford大学および英国王立研究所との共同研究打ち合わせのため、9月に渡英した。
II.新しい安定有機ラジカルアニオン、およびそれらを構成成分とする有機伝導体の開発
6種類の新しいアニオン、TEMPO-CONR-(CH_2)_2-SO_3^-(R=-CH_3,-C_6H_<11>),TEMPO-CONH-(o-,m-,p-)C_6H_4SO_3^-,TEMPO-N(C_2H_5)CO-CH_2SO_3^-を新たに合成することが出来た。これらの結果は2005年3月に日本化学会春年会で発表した。また、今までの結果をまとめ、2004年6-7月にICSM(合成金属国際会議)および2004年10月にICMM(分子磁性国際会議)で発表を行った。
III.電気伝導度の圧力依存性測定
圧力セルの組み立てまでは成功したのだが、圧力を印加するために用いるプレス台に問題があり、別に部品が必要なことが判明したが、予算が足りなかったことから購入できず、よって今年度中の実行を断念した。

研究成果

• [雑誌論文] Novel Organic Magnetic Conductors Based on Organochalcogen Donors and an Organic Magnetic Anion, TEMPO-NHCOCH_2SO_3^- (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Akutsu et al.
  • 雑誌名: Synthetic Metals (in press)
• [雑誌論文] New Organic Functional Anions : Ferrocenyl-(CONHCH_2SO_3^-)_n (n = 1-2) and their TTF Salts (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Akutsu et al.
  • 雑誌名: Synthetic Metals (in press)
• [雑誌論文] New organic free radical anions TEMPO-A-CO-(o-, m-, p-)C_6H_4SO_3^- (A = NH, NCH_3, O) and their TTF and/or BEDT-TTF salts (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Akutsu et al.
  • 雑誌名: Polyhedron (in press)
• [雑誌論文] New organic magnetic anions TEMPO-CONA(CH_2)ТO_3^- (n = 0-3 for A = H, n = 2 for A = CH_3) and their TTF, TMTSF, and/or BEDT-TTF salts (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Akutsu et al.
  • 雑誌名: Polyhedron (in press)
• [雑誌論文] The First Proton-Conducting Metallic Ion-Radical Salts (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Akutsu et al.
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 44 ページ: 292-292
• [雑誌論文] A New BEDT-TTF-based Organic Conducting Salt with a Ferrocene-containing Dianion, α-(BEDT-TTF)_4(Fe(Cp-CONHCH_2SO_3)_2)・6H_2O (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Akutsu et al.
  • 雑誌名: Chemistry Letters 33 ページ: 1214-1214
• [文献書誌] Hiroki Akutsu et al.: "Tetraphenylphosphonium 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy-4-sulfonate"Acta Crystallographica Section C. C59. o433 (2003)
• [文献書誌] Hiroki Akutsu et al.: "Tetrathiafulvalenium 4-oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-sulfonate"Acta Crystallographica Section E. E59. o1441 (2003)
• [文献書誌] Hiroki Akutsu et al.: "New BEDT-TTF-based Organic Conductor Including an Organic Anion Derived from TEMPO Radical,α-(BEDT-TTF)_3(TEMPO-NHCOCH_2SO_3)_2-6H_2O"Chemistry Letters. 32. 1118 (2003)
• [文献書誌] Hiroki Akutsu et al.: "Superstructures of donor packing arrangements in a series of molecular charge transfer salts"Chemical Communications. 2004. 18 (2003)
• [文献書誌] Hiroki Akutsu et al.: "Fermi-surface topology and the effects of intrinsic disorder in a class of charge-transfer salts containing magnetic ions :β"-(BEDT-TTF)_4[(H_3O)M(C_2O_4)_3]Y(M=Ga,Cr,Fe;Y=C_5H_5N)"Physical Review B. B69. 085112 (2004)
• [文献書誌] Hiroki Akutsu et al.: "Structures and properties of new superconductors,β"-(ET)_4[(H_3O)Ga(C_2O_4)_3]Sol[Sol=nitrobenzene and Pyridine]"Synthetic Metals. 137. 1239 (2003)
• [文献書誌] Hiroki Akutsu et al.: "Effect of Included Guest Molecules on the Normal State Conductivity and Superconductivity of β"-(ET)_4[(H_3O)Ga(C_2O_4)3]・G(G=Pyridine, Nitrobenzene)"Journal of the American Chemical Society. 124. 12430 (2002)