分子磁性体における双安定性の構築とその制御

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15087103
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 阿波賀 邦夫 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 教授 (10202772)
• 研究分担者: 藤田 渉 名古屋大学, 大学院理学研究科, 助手 (50292719) ; 岩坂 正和 千葉大学, 工学部, 助教授 (90243922) ; 照井 通文 情報通信機構基礎先端部門, 主任研究員 (50359098)
• キーワード: 双安定性 / 分子磁性体 / ナノ磁石 / 光誘起相転移

研究概要

強い電子相関と電子-格子相互作用を持ち合わせる強相関強結合系として知られている環状チアジルラジカルについて、錯体合成ならびに物性開拓を行った。NTと呼ばれる分子についてNT_3(GaCl_4)なる3:1錯体の合成に成功し、その結晶構造解析を行ったところ、電荷の異なる4つのNT分子が2次元正方格子をつくり、それが強くπスタックした構造が見られた。これは、強相関系に特徴的な電荷秩序状態の形成を意味しており、このため室温で半導体特性を示した。この状態にパルス電場を印加して電流-電圧曲線を測定したところ、電圧増にともなう爆発的な電流増加を意味する負性抵抗現象を観測することができた。てれは、電荷秩序状態の部分融解に起因すると考えられるが、室温、低電場で現れるという新規性があり、有機エレクトロニクスへの展開を大いに期待させる。さらに電場下のEPR測定を実施したところ、電場印加とともに、線幅の増加なく吸収強度は著しく減少することが分かった。これは、結晶内に、EPRを示さない高伝導フィラメントが不均一に形成されることを支持している。
チアジアゾール環をもつポルフィラジン誘導体の薄膜作製を行ったところ、分子面が基板面と平行となる珍しい構造が得られた。この分子の強い自己集積能を反映して、電気的な還元・再酸化に対して安定で、エレクトロクロミズムとともに、電気伝導度の大幅な増加が見られた。

研究成果

• [雑誌論文] Ferromagnetic ordering of S=1/2 Heisenberg ferromagnetic chains in organic magnet β-BBDTA・GaBr_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Shimizu, T.Gotohda, T.Matsushita, N.Wada*, W.Fujita, K.Awaga, Y.Saiga, D.Hirashima
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 74 ページ: 172413
• [雑誌論文] Coordination bond formation at charge-transfer phase transition in (BDTA)_2[Co(mnt)_2] (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Umezono, W.Fujita, K.Awaga
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 128 ページ: 1084-1085
• [雑誌論文] Novel spin transition observed in two quasi-one-dimensional spin system based on [M(mnt)_2]^- monoanion compounds (M=Ni or Pt; mnt^<2->=maleonitriledithiolate) (2006)
  • 著者名/発表者名: X.M.Ren, S.Nishihara, T.Akutagawa, S.Noro, T.Nakamura*, W.Fujita, K.Awaga
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 418 ページ: 423-427
• [雑誌論文] Quasi-one-dimensional molecular magnets based on derivatives of (fluorobenzyl) pyridinium with the [M(mnt)_2] monoanion (M= Ni, Pd or Pt; mnt^<2->=maleonitriledithiolate) : Syntheses, crystal structures and magnetic pronerties (2006)
  • 著者名/発表者名: X.M.Ren, S.Nishihara, T.Akutagawa, S.Noro, T.Nakamura*, W.Fujita, K.Awaga, Z.P.Ni, J.L.Xie, Q.J.Meng, R.K.Kremer
  • 雑誌名: Dalton Transactions 16 ページ: 1988-1994
• [雑誌論文] A one-dimensional coordination polymer, BBDTA・InCl_4 : Possible spin-Peierls transition with high critical temperature of 108 K (2006)
  • 著者名/発表者名: W.Fujita*, K.Awaga, R.Kondo, S.Kagoshima
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 128 ページ: 6016-6017
• [雑誌論文] Low-field negative resistance effect in a charge-ordered state of thiazyl radical crystals (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Okamoto, T.Tanaka, W.Fujita, K.Awaga*, T.Inabe
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 45 ページ: 4515-4518