巨大誘電率をもつ有機半導体の光散乱法を用いた研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01550007
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岩佐 義宏 東京大学, 工学部, 助手 (20184864)
• キーワード: 有機電荷移動錯体 / 1次元性 / 格子転移 / 分子エレクトロニクス / 巨大誘電応答 / 電流スイッチング効果 / ソリトンダイナミクス / ラマン散乱

研究概要

有機電荷移動錯体はドナ-性の分子とアクセプタ-性の分子が様々な様式で積層した物質である。系の1次元性と強い電子格子相互作用のため、ある種の半導性の錯体では特徴的な格子転移が観測される。このような物質の共通の特徴として、巨大な誘電率をもつこと、高電場下で電流スイッチング現象を示すことがあげられる。特に後者は次世代分子エレクトロニクスの基礎となるものと期待される。これらの現象の微視的機構は、特有のソリトンのダイナミクスと深い関係があると考えられる。第一年度の目的は〔1〕多くの物質群について誘電応答と電流スイッチング効果を測定し、これらに対して統一的な知見を得ること。〔2〕低温相、あるいは高電場下での格子状態を精密に調べるため光錯乱技術、特にラマン散乱を測定する必要がある。このため、測定系の立ち上げを行なうこと、等にあった。以下に代表的な結果を述べる。特に〔1〕については別掲のとおり、いくつかの論文に成果を発表した。
〔1〕各種の錯体の単結晶を作製し誘電応答を測定した。その結果、格子転移とともに誘電率が特徴的な異常を示すことが明らかになった。さらに誘電応答と直流伝導度の間に強い相関があることを見出した。これらの物質に高い電場を印加し、電流スイッチング効果の測定を行なった。このスイッチング現象に大きな遅れ時間、およびメモリ-効果があることを見出した。
〔2〕低温状態でスイッチング現象を示す物質の結晶格子状態をプロ-ブするためラマン散乱法を用いる。そのための測定装置としてオプティカルマルチチャンネルアナライザ-を購入し、測定系の立ち上げを行なった。この新しいラマン散乱測定装置を用い、低温相あるいは高電場下での格子の状態を精密に調べることを、第二年度の目的としている。

研究成果

• [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Intrinsic negative-resistance effect in mixed-stack charge transfer crystals." Physical Review. B39. 10441-10444 (1989)
• [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Switching effect in organic charge transfer complex crystal." Applied Physics Letters.55. 2111-2113 (1989)
• [文献書誌] Y.Tokura et al.: "Domain Wall Dynamicsin Organic Charge-Transfer Compounds with one-dimensional Ferroelectricity." Physical Review Letters.63. 2405-2408 (1989)
• [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Electrical Switching Effect in Organic Charge Trasfer Compounds." to be published in Molecular Crystals and Liquid Crystals.(1990)
• [文献書誌] H.Okamoto et al.: "Anomalous Dielectric response of a mixed-stack Charge Transfer Crystal:Tetrathiafulvalene-p-chloranil." to be published in Physical Review B.(1990)
• [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Dynamics of Charged Domain Walls in Semiconducting Charge Transfer Compounds.in“Physics and Chemistry of Organic Superconductors"." Springer-Verlag., (1990)