磁性有機分子結晶の電子状態、スピンのゆらぎおよび磁性に関する研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05226221
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 鈴木 直 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (40029559)
• 研究分担者: 望月 和子 信州大学, 理学部, 教授 (90029413) ; 白井 正文 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (70221306)
• キーワード: MOTMP / 磁気異方性 / 磁気双極子相互作用 / スピンフロップ転移 / 強磁性発現条件 / 電子帯構造 / FLAPW法 / H_2NO

研究概要

1.反強磁性体MOTMPの磁気異方性と磁場誘起相転移
分子反強磁性体MOTMPにおける磁気双極子相互作用エネルギーをエバルト法で評価し、実験で観測されているように確かにα-軸がスピン容易軸であることを示した。また、得られた双極子エネルギーを用いて計算した各軸方向の磁化飽和磁場およびα-軸に磁場をかけた場合のスピンフロップ磁場は実験結果と定量的に良い対応を示す。
2.拡張されたハバードモデルに基づく磁気相図
(1)1個の軌道をもつ異なる分子が単位胞に2個含まれる、および(2)2個の軌道をもつ分子が単位胞に1個含まれる、2つの場合について金属強磁性発現の条件を調べた:
(1)fillingが1/4の場合、異なる分子の軌道エネルギーに差がありかつ1次元性が強いときにはフェリ磁性相が現れ得る.
(2)fillingが1/4の場合、同じ種類の軌道間の飛び移りより異なる軌道間の飛び移りが大きいときには強磁性相が現れ得る.
3.H_2NO結晶の電子帯構造の第1原理的計算
(1)H_2NOが同じ向きに並んだ1次元鎖および(2)H_2NOが交互に逆向きに並んだ1次元鎖が正方格子を形成する2つの仮想結晶に対してフルポテンシャルLAPW法によるバンド計算を行い以下の結果を得た:
(1)NとOの反結合軌道が1次元性の強いバンドを形成し、フェルミレベルはこのバンドの中央、谷のところに位置する。従って、磁性が現れる場合には反強磁性である.
(2)(1)に比較して1次元性が弱まりかつバンドの縮退が増加したためにフェルミレベルでの状態密度がかなり大きくなり、この場合には強磁性状態が現れ得る可能性がある.

研究成果

• [文献書誌] T.Kawamoto: "Dipole-Dipole Interaction and Field-Induced Phase Transition in Molecular Antiferromagnet MOTMP" J.Phys.Soc.Jpn.63. (1994)
• [文献書誌] K.Motizuki: "Intercalation Compounds of Transition-Metal Dichalcogenides" Physics of New Materials. 106-138 (1994)
• [文献書誌] N.Suzuki: "Bonding Nature of Intercalation Compounds M_<1/3>TiS_2(M=Transition-Metal Atom,Silver Atom,Alkali-Metal Atom)" Proc.Int.Conf.on Phys.of Trans.Metals. 374-378 (1993)
• [文献書誌] N.Suzuki: "Pressure Effects on Electronic Structure and Magnetism of Cu_2Sb-Type Compound Mn_2Sb" Jpn.J.Appl.Phys.Suppl.32-3. 169-171 (1993)
• [文献書誌] M.Shirai: "Electronic Structure and Ferro-Antiferro Transition in Cubic Perovskite Compound Mn_3GaC" Jpn.J.Appl.Phys.Suppl.32-3. 174-176 (1993)
• [文献書誌] N.Suzuki: "RKKY Interaction in Transition-Metal Intercalation Compounds of 1T-Type TiS_2" Jpn.J.Appl.Phys.Suppl.32-3. 201-202 (1993)
• [文献書誌] H.Ikeda: "Electronic Structure and Magnetic and Optical Properties of NiAs-Type Transition-Metal Chalcogenides MX(M=Fe,Co;X=S,Se)" Jpn.J.Appl.Phys.Suppl.32-3. 203-205 (1993)
• [文献書誌] K.Motizuki: "Electronic Structure and Spin Fluctuation of NiAs-Type Transition Metal Compounds" Recent Adv.in Mag.of Trans.Metal Compounds. 26-41 (1993)
• [文献書誌] E.Kulatov: "Pressure Dependences of Electronic and Optical Properties of MnAs,MnSb and Mn_2Sb" Recent Adv.in Mag.of Trans.Metal Compounds. 56-66 (1993)
• [文献書誌] M.Shirai: "Electronic Structure and Magnetsim of Cu_2Sb-Type Transition Metal Compounds" Recent Adv.in Mag.of Trans.Metal Compounds. 67-77 (1993)
• [文献書誌] N.Suzuki: "Bands,Bonds and Magnetism of Intercalation Compounds of Transition-Metal Dichalcogenides." Recent Adv.in Mag.of Trans.Metal Compounds. 179-192 (1993)