高機能薄膜の分光学的研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09045031
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 水谷 五郎 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (30183958)
• 研究分担者: デイ ピーター 英国王立研究所, 所長(教授) ; 佐野 陽之 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (80250843) ; 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) ; 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)
• キーワード: 新機能材料 / BEDT-TTF塩 / 酸化チタン / 表面電子状態

研究概要

本年度は、新機能材料の設計と試作評価、及び基礎物性の解明を目指し以下の研究を行った。
1.無機-有機複合電子材料のアクセプターとして多重原子価状態を有する無機酸化物クラスターを対アニオンに利用できれば、他の単一原子価の無機対イオンを用いた場合に比べて、有機ドナー分子のバンドフィリング制御の自由度は格段に上昇する。今回、Mo系酸化物クラスターを用いてBEDT-TTF塩の物質開発を行い、その構造及び物性について調べた。
2.有機アクセプターTCNQとその誘導体をBEDT-TTFの対アニオンとした新化合物を合成し、BEDT-TTF特有の横方向の分子間相互作用に起因する新しい結晶構造、新しい電子状態を示す物質群を見出した。そのうち、(BEDT-TTF)(F_2TCNQ)は金属イオン含まない交互積層構造化合物で初めての反強磁性体となった。また、(BEDT-TTF)(F_2TCNQ)と(BEDT-TTF)(F_2TCNQ)_<0.5>(TCNQ)_<0.5>は2Kまで金属状態を保つBEDT-TTF系全有機導体で、特に後者は有機物で最初の3元系導体である。
3.光触媒作用を示す酸化チタン(TiO_2)の非線形光学応答について調べ、そこから表面電子状態に関する情報を得るための研究を行った。TiO_2からの第二高調波(SH)光の入射光子エネルギー依存性の測定を行ったところ、偏光配置と光の入射方向によって全く異なるSHGスペクトルが得られた。この研究から、入射光子エネルギーの違いによって様々な電子状態共鳴が起こっていることが初めてわかった。

研究成果

• [文献書誌] Mohamedally Kurmoo: "Synthesis structure and physical properties of the organic-inorganic hybrid salt (BEDT-TTF)_6(PMo_<12>O_<40>)(4CH_3OV6H_2O)" Advanced Materials. (印刷中).
• [文献書誌] T.Hasegawa: "Electronic states and anti-ferromagnetic order in mixed-stack charge-transfer compound (BEDT-TTF)(F_2TCNQ)" Solid State Communications. 103巻8号. 489-493 (1997)
• [文献書誌] T.Mochida: "Synthesis,structure and electronic properties of (BEDT-TTF)(R_1R_2TCNQ)(R_1=R_2=H,F,Cl,BC,CH_3)" Synthetic Metals. 86巻. 1797-1798 (1997)
• [文献書誌] T.Hasegawa: "(BEDT-TTF)(F_1TCNQ) and (BEDT-TTF)(F_2TCNQ)_x(TCNQ)_<1-x>(Xa0.5) : All organic metal down to 2K" Chemical Communications. 1997巻. 1377-1378 (1997)
• [文献書誌] T.Hasegawa: "Synthesis,structure and elctronic properties of (BEDT-TTF)(FnTCNQ)n=0,1,2,4" Synthetic Metals. 86巻. 1801-1802 (1997)
• [文献書誌] E.Kobayashi: "Surface optical second harmonic generation from rutile TiO_2 (110) in air" Jpn.J.Appl.Phys.36巻12A号. 7250-7256 (1997)