有機・無機ハイブリッド化合物におけるプロトン-電子連動の光制御

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08454220
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 三谷 忠興 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (50010939)
• 研究分担者: 安 正宣 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (10249956) ; 北川 宏 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (90234244) ; 岩佐 義宏 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (20184864)
• キーワード: 有機・無機ハイブリッド化合物 / プロトン-電子連動 / プロトン移動 / 電子移動 / 光誘起相転移 / 一次元金属錯体 / 水素結合型錯体

研究概要

本研究の目的は、有機・無機ハイブリッド化合物におけるプロトン-電子連動現象を解明すること、さらにそこでのプロトンの伸縮振動を赤外レーザによって直接的に励起して連動現象に関わる物性を制御する万法を開発することにある。具体的に、水素結合型の擬一次元電荷移動金属錯体;[Pt(H2-xEDAG)(HEDAG)]・TCNQ,(H2EDAG=エチレンジアミノグリオキシム)の単結晶を取り上げて、詳細なX線構造解析をおこなった結果、180K近傍より低温において超格子反射の出現を見出し、その解析からドナー間の水素結合を構成する酸素原子のみに温度因子の異常があることを発見した。この酸素の異方性温度因子の挙動から、一次元の水素結合格子が長周期構造を有する秩序-無秩序転移を起こし、これが180K近傍で起こる金属-絶縁体相転移の要因であることを確証した。また、結晶作成時においてPH制御による脱プロトンを行い、TCNQ錯体のキャリヤ-数の制御に成功した。これによって、脱プロトン即ちキャリヤ-数の変化によって絶縁体-金属相転移の制御が可能であることも判明した。さらには、温度降下にともなう大きなヒステリシスが観測されたことから、プロトン移動もしくは水素結合格子の融解に伴う双安定性があることが明らかとなった。これらの実験事実は基礎物性論的にも価値の高いものであるとともに、赤外パルスレーザ励起下におけるプロトン-電子連動に由来する光誘起現象の発現を示唆するものであり、本研究計画の妥当性が確かめられた。いま、光伝導度測定、光誘起ESRおよび近赤外-司視域過渡分光測定がプロトン伸縮振動の励起下で行えるようなファィバ-観測測定システムを製作し、いま、予備実験中である。

研究成果

• [文献書誌] K.Sakai et al.: "“The Structural Change Caused by Temperature-induced Metal-toligand Charge Transfer in[Pd(HBQD)2]TCNQ,(HBQD=1,2-Benzoqunonedioxime)"" Chem.Lett.1237-1238 (1997)
• [文献書誌] H.Kitagawa et al.: "“The Metallic State in a MMX-Chain Complex、Pt2(dta)4I"" Synthetic Metals. 86. 1931-1932 (1997)
• [文献書誌] Y.P.Yoshida et al.: "“Filling Control of the l-D Band of TCNQ in H-Bonded Organic-Inorganic Hybrid System"" Synthetic Metals. 86. 2105-2106 (1997)
• [文献書誌] Y.Kagami et al.: "“Physical Properties of Quasi-One-Dimensional Charge-Transfer Metal Complexes;[M(HBQD)2]TCNQ(M=Ni、Pd;HBQD=l,2-Benzoquinonedioxime)"" Synthetic Metals. 86. 1803-1804 (1997)