強相関電子系ナノワイヤー金属錯体の科学

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15GS0216
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 山下 正廣 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (60167707)
• 研究分担者: 岡本 博 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (40201991) ; 宮坂 等 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (50332937) ; 杉浦 健一 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (60252714) ; 岩崎 賢太郎 千葉大学, 工学部, 助手 (00251182) ; 米満 賢治 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (60270823)
• キーワード: 非線形光学効果 / モット絶縁体 / 電荷密度波状態 / 強相関電子系 / ソリトン / STM

研究概要

20世紀の「エレクトロニクスの時代」から、今21世紀は「フォトニクス(光)の時代」と呼ばれている。この「光の時代」の中枢を担うのが非線形光学効果である。これまでの研究から、量子閉じこめ効果により「ナノワイヤー(量子細線)」が最も適していることが明らかにされてきた。ナノワイヤーには、バンド絶縁体、パイエルス絶縁体、モット絶縁体がある。これまでバンド絶縁体とパイエルス絶縁体に関する研究は非常に多かったが、モット絶縁体に関する研究は皆無であった。その点に注目して我々は強相関電子系モット絶縁体の[Ni(chxn)_2Br]Br_2(chxn=1R,2R-diaminocyclohexane)の三次非線形光学感受率を電場変調法により測定した。その結果、従来のものの1万倍以上の世界最高の値を持つことを見出した.今年は、まず第一にさらに大きな三次非線形光学効果を持つようにするために、もっと立体障害の小さなブタンジアミンやプロピレンジアミンを持つ化合物の合成に成功した.これらの単結晶構造解析の結果、Ni-Ni間距離が縮まっていることから大きな電子間反発(クーロン反発)が期待され、さらに大きな三次非線形光学効果が期待される。現在、測定準備中である。第二に電荷移動吸収帯を通信波長帯領域にもっていくためにNi-Pd混晶系のNi_<1-x>Pd_x(chxn)_2X_3の合成に成功した。比率を変えることにより〜0.9eV付近の通信波長帯領域にもっていくことに成功した.この三次非線形光学効果を測定する準備をしている。第三にモット絶縁体、電荷密度波およびソリトンの電子状態を直接的にSTM(走査型トンネル顕微鏡)で観測することに世界で初めて成功した。

研究成果

• [文献書誌] H.Kisida et al.: "Gigantic Third-order Optical Nonlinearity in One-Dimensional Mott Insulators"Synth.Met.. 135-136. 315-316 (2003)
• [文献書誌] H.Miyasaka et al.: "Structure and Magnetic Properties of the Two-Dimensional Ferrimagnet(NEt_4)[{Mn(salen)}_4Fe(CN)_6]:Investigation of Magnetic Anisotropy on a single crystal"Inorganic Chemistry. 42. 3509-3511 (2003)
• [文献書誌] H.Tanaka et al.: "LESR Studies of Long-Lived Photogenerated Spins in the MX-Chain Complexes, Pd(chxn)_2Br_3"Synth.Met.. 135-136. 317-318 (2003)
• [文献書誌] K.Nakamura et al.: "Systematic Synthesis of Porphyrin Dimers Linked by Conjugated Oligoacetylene Bridges"Chem.Lett.. 32. 694-695 (2003)
• [文献書誌] H.Miyasaka et al.: "Heterometallic Hexanuclear Cluster with and S=8 Spin Ground state : Mn^<II>{Mn^<II>(hfac)_2}_3[Ni^<II>(pao)_3]_2 Chfac^-=Hexafluoroacethylacetonate, pao^-=Pyridine-2-aldoxaimate)"Inorg.Chem.. 42. 4501 (2003)
• [文献書誌] H.Miyasaka et al.: "A Unique Diruthenium(II, III)Unit surrounded by Tridentate Ligands of N-(2-Pyridyl)-2-oxy-5-chlorobenzylaminate"Inorg.Chem.Commun.. 6. 1078 (2003)
• [文献書誌] R.Kanehama et al.: "Novel ET-Coordinated Copper(I) Complexes : Syntheses, Structures and Physical properties (ET=BEDT-TTF=bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene)"Inorg.Chem.. 42. 7173 (2003)
• [文献書誌] M.Umemiya et al.: "Synthesis and Structure Determination of a Porphyrinatoplatinum(II):meso-Tetrakis(4-t-butylphenyl) porphyrinatoplatinum(II)"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76. 2123-2127 (2003)
• [文献書誌] M.Yamashita et al.: "Carrier Doping Effect into Quasi-One-Dimensional Bromo-Bidged Ni(III)Complexes with Strong Electron-Correlation by Cu(II)ions, [Ni_<1-x> Cu_x(chxn)_2Br]BR_<2-x>"Inorg.Chem.. 42. 7692-7694 (2003)