高圧下のX線単結晶構造解析技術と有機結晶の高圧固体化学

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10440180
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 小林 速男 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 教授 (60057635)
• 研究分担者: 藤原 秀紀 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (70290898)
• キーワード: 結晶構造 / 構造相転移 / 分子性伝導体 / 有機伝導体 / 有機超伝導体 / 金属-絶縁体転移

研究概要

本研究は高圧下単結晶X線構造解析の独自の技術の確立し、平行して、超高圧領域での精密な伝導度測定技術を確立し、あわせて複雑な構造を持つ分子性結晶の高圧物性化学の進展を目指している。高圧X線解析については以前より高圧セルが市販されている。しかし、少なくとも分子性結晶では充分な成果が報告されていない。ここでは最近普及して来たX線イメージングプレートを用い、低圧領域で高圧セルの性能検査、改良を行いつつ漸次高圧に進むことを方針とした。本研究計画の立案時において、ベリリウムシリンダーを用いた単結晶X線セルを考案し、その吟味を始めていたので、その性能チェックから開始した。このセルは、5kbar程度の有機伝導体の構造解析を念頭に作成したものであり、二種類の分子性伝導結晶について5kbarまでの圧力では充分満足できる構造解析を実行できた。しかし、測定限界の数kbarを越えて加圧したところ、変形が起こり使用不可能となった。そこで、特殊な形状をしたダイヤモンドアンビルを設計、作成依頼し、高圧セルを作成した。現在、10kbarの単結晶X線回折強度を求めている。また同時に、圧力モニタ用のルビー蛍光測光システムを立ち上げた。圧力セル自体のX線の吸収が大きく、X線強度データーの吸収補正の方法を工夫している。この方式が実現すれば、圧力を上昇させていくことは比較的に容易であると予想される。又、平行して進めている4端子法電気伝導度測定技術もかなりの進展を見せている。言うまでもなくこれらの技術は未だ開発的段階であり、今後1年程かけ方法を確立させ、最終年度に多くのデーターを得るという方針である(裏面には、本研究が研究対象としている分子性伝導体に関する現有設備による成果報告を掲載した)。なお、本研究は安達隆文博士(分子研)の協力の下に進められている。

研究成果

• [文献書誌] L.Brossard,H.Kobayashi 他11名: "Interplay between Chains of S=5/2 Localised Spins and Two-Dimensional Sheets of Organic Donors in the Synthetically Built Magnetic Multilayer λ-(BETS)_2FeCl_4" Eur.Phys.J.B1. 439-452 (1998)
• [文献書誌] H.Fujiwara,H.Kobayashi 他4名: "Synthesis,Structure and Physical Properties of Tetraalkylammonium Bis(5,6-dihydro-1,4-dithiin-2,3-diselenolato)-nickelate,(R_4N)[Ni(ddds)_2]……" Eur.J.Inorg.Chem.1998. 1631-1639 (1998)
• [文献書誌] E.Arai,H.Fujiwara,H.Kobayashi 他3名: "Novel Stable Metallic Salts Based on a Donor Molecule Containing Peri-ditellurium Bridges,TMTTeN" Inorg.Chem.37. 2850-2851 (1998)
• [文献書誌] H.Akutsu,H.Kobayashi 他11名: "Coupling of Metal-Insulator and Antiferromagnetic Transitions in the Highly Correlated Organic Conductor Incorporating Magnetic Anions,λ-BETS_2FeBr_xCl_<4-x>" Phys.Rev.B58. 9294-9302 (1998)
• [文献書誌] B.Narymbetov,H.Kobayashi 他11名: "A New Stable Organic Metal:κ-(BETS)_2C(CN)_3.The First κ-Type Radical Cation Salt with a Planar-Triangular Discrete Organic Anion" Eur.Phys.J.B1. 179-185 (1998)
• [文献書誌] H.Tanaka,H.Kobayashi 他3名: "Chemical Control of Electrical Properties and Phase Diagram of a Series of λ-Type BETS Superconductors,λ-(BETS)_2GaBr_xCl_<4-x>" J.Am.Chem.Soc.121. 760-768 (1999)