超分子イオン-遍歴電子結合系の自己組織化と機能

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10304058
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中村 貴義 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60270790)
• 研究分担者: 稲辺 保 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20168412) ; 芥川 智行 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (60271631) ; 長谷川 達生 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (00242016) ; 武田 定 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00155011) ; 阿波賀 邦夫 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10202772)
• キーワード: 超分子イオン / 金属ジチオレン錯体 / イオン伝導 / 分子性導体 / クラウンエーテル / バンドフィリング制御

研究概要

1.新奇超分子イオン場の構築
昨年度に引き続き、対イオン・ポリエーテル・ジチオレン系金属錯体について種々の組合せを用い、超分子イオン場を持つ分子性導体の構築を行った。対イオンとしてアルカリ金属やアルカリ土類金属の他に、アンモニウム、ヒドラジニウムなどの水素結合を期待できるイオンも対象とした。その結果、イオンチャンネル構造を持つ結晶を始め、種々の新奇な結晶を得ることができ、その物性を明らかにした。さらに、新奇な磁性が期待できる系として、Ni-dmitの1価塩に注目し、超分子カチオン構造を利用して、Ni-dmitの配列制御を行い、種々の磁性を示す結晶を得た。特に、アリールアンモニウムなどの有機物カチオンを用いて、カウンターカチオンの形態を変化させることで、スピンラダーなど興味深い磁気物性を示す結晶を作製できた。また、分子の回転に伴い、磁性が大きく変化するという新たな現象を見いだした。
2.バンドフィリング制御
Cs^+-18crown6-Ni(dmit)_2錯体のバンドのフィリング量を正確に求め、伝導挙動との相関を検討した。また、上記で得られたスピンラダー構造に、ホールドーピングを試み、高い導電性を有する塩を作製することに成功した。
3.LB膜化の検討
24員環のポリエーテルにTTF環が2個結合した系について、LB法を適用することにより、分子ナノワイヤ構造を構築することに成功した。この分子ナノワイヤは基板上のイオン配列を認識し、特定方向に配列することが判明した。さらに、ナノワイヤの分子レベルでの構造および導電性について検討を加えた。

研究成果

• [文献書誌] T. Nakamura: "Conducting Langmuir-BlodgettFilms of Bis[bis(methylthio)tetrathiafulvalenedithiolate]-gold Complex"Chem. Lett. 134-135 (2001)
• [文献書誌] S. Mikami: "Structure, optical and magnetic behaviour of meso-tetraphenylporphyrinatoiron(III) tetracyanoethenide, [Fe^<III>(TPP)]^+[TCNE]^<・->"J. Chem. Soc. Dalton Trans. 448-455 (2001)
• [文献書誌] L. Cronin: "Unique Structural Topologies Involving Metal-Metal and Metal-Sulphur Interactions : Salts of [Ni(dmit)_2]^<k-> with cis-anti-cis-dicyclohexyl-18-crown-6 Complexed Counterions"J. Chem. Soc. Dalton Trans.. 1347-1351 (2001)
• [文献書誌] K. Sakai: "Partially-Oxidized Ni(dmit)_2 Salt with Copper Ions"Synthetic Metals. 120. 991-992 (2001)
• [文献書誌] T. Naito: "Peculiar Physical Properties of (ET)_3(MnCl_4)(TCE)"Synthetic Metals. 120. 877-878 (2001)
• [文献書誌] S. Nishihara: "[Ni(dmit)_2]-Salts of a Supramoleculat Cation, Sc^+(12-crown-4)_2"Synthetic Metals. 121. 1806-1807 (2001)
• [文献書誌] T. Akutagawa: "Diversity in 1/2 spin arrangement of [Ni(dmit)_2]^- anions in divalent Ca^<2+>(crown ethers) supramolecular cation salts"J. Mater. Chem.. 11. 2118-2124 (2001)
• [文献書誌] T. Naito: "β^<11>-(ET)_3(MnCl_4)(1,1,2-C_2H_3Cl_3) (ET = bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene) ; A Pressure-Sensitive New Molecular Conductor with Localized Spins"J. Mater. Chem.. 11. 2221-2227 (2001)
• [文献書誌] T. Takahashi: "Structure and Electronic Properties of Bis[bis(methylthio)tetrathiafulvalenedithiolate)-Gold(III)Langmuir-Blodgett Films"Thin Solid Films. 393. 7-11 (2001)
• [文献書誌] T. Hasegawa: "Neutral-Ionic Phase Transition of (BEDT-TTF)(ClMeTCNQ) under Pressure"Phys. Rev. B. 64. 085106-1-085106-7 (2001)
• [文献書誌] T. Akutagawa: "Ion Channel Structures in M^+(18-Crown-6)[Ni(dmit)_2] Molecular Conductors"Chem. Eur. J.. 7. 4902-4912 (2001)
• [文献書誌] K. Shitagami: "Potassium(2,3,11,12-dibenzo-1,4,7,10,13,16-hexaoxocyclo-octadeca-2,11-diene) Bis(4,5-dimercapto-1,3-dithiole-2-thionato)nickel(III)(propanone)"Acta Crystallographica Section C. 57. 1271-1273 (2001)
• [文献書誌] K. Shitagami: "An Infinite Supramolecular Array Structure in Metal Dithiolate Complexes : Crystal Structure of K(Dibenzo-18-crown-6)[M(dmit)_2](CH_3CN)_2(M : Ni, Au)"Cryst. Eng. Commun. 52 (2001)
• [文献書誌] T. Akutagawa: "Handbook of Advanced Electronic and Photonic Materials,"Supramolecular Aspects of Organic Conductors. 375 (2001)