ナノ分子導体の合成化学的アプローチ

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15073218
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 大坪 徹夫 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80029884)
• 研究分担者: 瀧宮 和男 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40263735)
• キーワード: 分子性導体 / ナノ分子 / 有機電導体 / 有機超伝導体 / テトラチアフフルバレン / 電子供与体

研究概要

分子性導体は、ドナー・アクセプターの電荷移動錯体の固体を形成して電導性を発現させるという点で超分子機能材料の代表的なものであるといえる。現在まで数多くのドナーおよびアクセプターが合成され、それらの組み合わせによる多種多様な電荷移動錯体が開発されている。また、ドナーあるいはアクセプターの個々の成分の電解条件下でのラジカルイオン塩の作成から分子性導体も開発されている。これらの中から、極低温ではあるが最初の有機超伝導体が誕生し、臨界温度の向上した超伝導体や集合体構造が多彩な超伝導体が続いて開発されている。その中には、強磁性超伝導ハイブリッドなどユニークな超伝導体も見いだされている。しかし、超伝導性を示すもの数は依然として限られており、高温超伝導を示すものを目指した研究が強く求められている。研究代表者らは、超伝導性を示す新しいドナーの開発を目指して、テトラチアフルバレン系ドナーの系統的な開発を行っている。その成果として、メチレンジチア-テトラセレナフルバレン(MDT-TSF)のラジカルカチオン塩が新規超伝導であることを見いだした。それらの塩の特徴は室温電導度が2000Scm^<-1>と分子性導体にしては異常に高く、かつ、臨界温度が5Kとかなり高いことである。また、塩の固体構造は一次元性の強い積層構造を有し、対イオンはドナーと束縛されていない点で前例がないものである。さらに、MDT-TSFの構造をもつものを追究した結果、メチレンジチア-ジセレナジチアフルバレン(MDT-ST)が同様な超伝導錯体を形成する優れたドナーであることを見いだした。

研究成果

• [文献書誌] Tadashi Kawamoto: "Incommensurate anion potential effect on the electronic states of the organic superconductor (MDT-TSF)(AuI2)0.436"Physical Review B. Vol.67. 20508(R) (2003)
• [文献書誌] Kazuo Takimiya: "Synthesis and properties of conductive radical cation salts of MDT-TSF (methylenedithiotetraselenafulvalene)"Synthetic Metals. Vol.133. 185-187 (2003)
• [文献書誌] Kazuo Takimiya: "Organic superconductors based on a new electron donor, methylenedithio-diselenadithiafulvalene (MDT-ST)"Chemistry of Materials. Vol.15. 1225-1227 (2003)
• [文献書誌] Kazuo Takimiya: "A general method for the synthesis of alkylenedithio- and bis(alkylenedithio)tetraselenafulvalenes"The Journal of Organic Chemistry. Vol.68. 5217-5224 (2003)
• [文献書誌] Kazuo Takimiya: "New organic superconductors with an incommensurte anion lattice consisting of polyhalide chains"Chemistry of Materials. Vol.15. 3250-3255 (2003)
• [文献書誌] Tadashi Kawamoto: "Electronic state anisotropy and Fermi surface topology of the incommensurate organic superconducting crysta (MDT-TSF)(AuI2)0.436"The European Physical Journal B. Vol.36. 161-167 (2003)