中性単一成分分子性金属の創成と展開

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14103005
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小林 昭子 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50011705)
• 研究分担者: 藤原 絵美子 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手
• キーワード: 拡張型TTF / ジチオレン金属錯体 / 中性単一分子 / 中性単一成分分子金属

研究概要

従来、金属的な伝導性を持つ中性分子の結晶をつくることは難しいと考えられてきた。しかしながら報告者等は分子設計に基づき低温まで安定な中性単一分子から出来た簡単な構造をもつ、拡張型TTF骨格を持つ金属錯体[Ni(tmdt)_2](tmdt=trimethylentetrathiafulvalenedithiolate)の結晶を得ることができた。
本年度は1)この[Ni(tmdt)_2]錯体のde Haas van Alphen効果を田中・徳本(産総研)とBrooks(FSU)、安塚・宇治(金材研)等と共同で米国フロリダ州立大学NHMFL DC施設の33テスラの強磁場とAFMチツプカンチカレバーを使って観測することができた。この実験により、この中性単一成分分子が実際Fermi面をもつ金属であることが証明できた。
2)中性単一成分金錯体はニッケル錯体と同様平面4配位である。しかしニッケル錯体と異なり分子全体で奇数電子を1個持つことから、この対を作らない電子の振る舞いに注目してきた。そこで拡張型TTF骨格を持つジチオレン金錯体[Au(dmdt)_2](dmdt=dimethyltetrathiafulvalenedithiolate)と[Au(tmdt)_2]を合成した。
[Au(dmdt)_2]は粉末ペレットでの伝導度・磁化率の測定から300K-50Kまでは少なくとも金属であると考えられる。[Au(tmdt)_2は高い伝導性(室温伝導度は12Scm^<-1>)を保持しながら100K付近という高い温度に磁気相転移が観測された。磁化率i測定から反強磁性相転移であろうと考えている。SPring-8の放射光施設BL0200において粉末データ測定を行いMEM/Rietveld法により構造解析を行った。水素を含め全原子がもとまり三次元電子密度図をだすことができた。またXPSの測定により[Au(tmdt)_2]の金は三価であることが解ったが、このことは金錯体では主に配位子が酸化され金属性を示すと説明される。

研究成果

• [文献書誌] B.Zhang et al.: "Dual-Action Molecular Superconductors with Magnetic Anions"J.Am.Chem.Soc.. 124. 9982-9983 (2002)
• [文献書誌] T.Tanaka et al.: "A Conducting Crystal Based on A Single-Component Paramagnetic Molecule. [Cu(dmdt)_2](dmdt=Dimethvltetrathiafulvalenedithiolate)"J.Am.Chem.Soc.. 124. 10002-10003 (2002)
• [文献書誌] W.Suzuki et al.: "Syntheses, Structures and Physical Properties of Palladium Complexes with an Extended-TTF Dithiolate Ligand, Bis(di-n-propylthiotetrathiafulvalenedithiolato)palladate"Chem.Lett.. 936-937 (2002)
• [文献書誌] E.Fujiwara et al.: "Magnetic Molecular Conductors Based on BETS Molecules and Divalent Magnetic Anions [BETS=Bis(ethylenedithio)tetraselenafulvalene]"Inorg.Chem.. 41. 3230-3238 (2002)
• [文献書誌] T.Otsuka et al.: "Magnetism of Metallic Molecular Clystals with Rare-Earth Complex Anions"J.Solid State Chem. 168. 444-449 (2002)
• [文献書誌] W.Suzuki et al.: "Highly Conducting Crystals Based on Single-Component Gold Complexes with Extended-TTF Dithiolate Ligands"J.Am.Chem.Soc. (in press). (2003)