πd系有機磁性半導体における強磁性発現、誘電異常及び磁気伝導制御

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 17540336
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 野口 悟 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (70180718)
• 研究分担者: 石田 武和 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (00159732) ; 杉本 豊成 大阪府立大学, 理学研究科, 教授 (30093256)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• キーワード: 誘起磁性半導体 / 強磁性 / 反強磁性 / 強磁場磁化 / 磁気伝導

研究概要

1.屈曲ドナー型の(EDT-TTFVO)_2FeBr_4及び(BEDT-TTFVS)FeBr_4の強磁場磁化測定を行った。共振回路法を用いて0.4Kから10Kまでパルス磁化測定を行い、これを解析することによって強磁性磁気秩序温度を決定した。これらは比熱のピーク温度と一致していることが確認された。また、(BEDT-TTFVS)FeBr_4については1.5K以下で磁化曲線に明瞭なヒステレシスを観測し、強磁性の決定的な証拠を得た。
2.(BEDT-TTFVS)FeBr_4系についてTTFVSをTTFVOで置き換えた試料とBrをClで置き換えた試料を合成し、系統的な極低温磁化測定を行った。すべての試料でキュリーワイス温度が正で強磁性相互作用を有するにもかかわらず、(BEDT-TTFVS)FeBr_4以外の試料はいずれも反強磁性を示すことが判明した。このことから(BEDT-TTFVS)FeBr_4系の強磁性がキャントしたスピンによる弱強磁性によるものであることがほぼ明らかとなった。
3.ベンゾ基を含む屈曲ドナー型の(Benzo-TTFVS)_2FeBr_4及び(Benzo-TTFVO)_2FeBr_4反強磁性体についても極低温強磁場磁化測定を行い、磁化曲線の全貌を明らかにした。
4.新たなπd系分子性導体を開発した。やはり屈曲ドナー型の(EDT-DSDTFVSDS)_2-FeBr_4が金属伝導を示すことを発見した。
5.これら一連の結果は、低温物理学国際会議(LT24、2005年8月、米国フロリダ、オーランド)、磁性国際会議(ICM2006、2006年8月、京都)、強磁場物理国際シンポジウム(RHMF2006、2006年8月、仙台)で成果発表を行うとともに、現在、9編の論文が出版されている。
6.主要備品としてデジタルオシロスコープ、巻線機を購入し、ピックアップコイルの製作等、磁化測定のハードを整備した。これは、本研究における測定精度改善に大きく寄与しただけでなく、精密磁化測定開発につながり、今後の発展に寄与するものと思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetic orderings of Fe^<3+> d spins in the 1 : 1 salts of BEDT-TTFVS(O) with FeX_4^-(X=Br, Cl) ions (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Noguchi, A.Kuribayashi, M.Wang, H.Fujiwara, T.Sugimoto, T.Ishida
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 310 ページ: 1087-1089
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Antiferromagnetic or canted antiferromagnetic orderings of Fe(III) d spins of FeX_4^- ions in BEDT-TTFVO(S)・FeX_4 (X=Cl, Br) [BEDT-TTFVO(S)=bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalenoquinone (-thioquinone)-1,3-dithiolemethide] (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Wang, X.Xiao, H.Fujiwara, T.Sugimoto, S.Noguchi, T.Ishida, T.Mori, H.Aruga Katori
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 46 ページ: 3049-3056
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Metal-semiconductor structural phase transitions and antiferromagnetic orderings in (Benzo-TTFVO)_2・MX_4 (M=Fe, Ga; X=Cl, Br) salts (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Hiraoka, H.Fujiwara, T.Sugimoto, H.Nakazumi, S.Noguchi, A.Kuribayashi, T.Ishida, K.Yokogawa, K.Murata, T.Mori, H.Aruga Katori, S.Kimura, M.Hagiwara
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 17 (未定) ページ: 1664-1673
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Magnetic orderings of Fe^<3+> d spins in the 1:1 salts of BEDT-TTFVS(O) with FeX_4 (X=Br,Cl) ions (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Noguchi, A.Kuribayashi, M.Wang, H.Fujiwara, T.Sugimoto, T.Ishida
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials Vol.310 ページ: 1087-1089
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Antiferromagnetic or canted antiferromagnetic orderings of Fe(III) d spins of FeX_4- ions in BEDT-TTFVO(S)・FeX_4 (X=Cl,Br)[BEDT-TTFVO(S)=bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalenoquinone(-thioquinone)-1,3-dithiolemethide] (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Wang, X.Xiao, H.Fujiwara, T.Sugimoto, S.Noguchi, T.Ishida, T.Mori, H.Aruga Katori
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry Vol.46 ページ: 3049-3056
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Metal-semiconductor structural phase transitions and antiferromagnetic orderings in (Benzo-TTFVO)_2・MX_4(M=Fe,Ga;X=Cl,Br) salts (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Hiraoka, H.Fujiwara, T.Sugimoto, H.Nakazumi, S.Noguchi, A.Kuribayashi, T.Ishida, K.Yokogawa, K.Murata, T.Mori, H.Aruga Katori, S.Kimura, M.Hagiwara
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry Vol.17 ページ: 1664-1673
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A new ferromagnetic organic semiconductor (BEDT-TTFVS)・FeBr_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Noguchi, T.Kosaka, M.Wang, H.Fujiwara, T.Sugimoto, T.Ishida
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Series 850 ページ: 1063-1064
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Magnetoresistance effects evidencing the π-d interaction in metallic organic conductors, (EDT-DSDTFVO)_2・MX_4 (M=Fe, Ga; X=Cl, Br) (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Fujiwara, T.Hayashi, T.Sugimoto, H.Nakazumi, S.Noguchi, L.Li, K.Yokogawa, S.Yasuzuka, K.Murata, T.Mori
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 45 ページ: 5712-5714
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Metallic (EDT-DSDTFVSDS)_2・FeBr_4 salt : Antiferromagnetic ordering of d spins of FeBr_4^- ions and anomalous magnetoresistance due to preferential π-d interaction (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Hayashi, X.Xiao, H.Fujiwara, T.Sugimoto, H.Nakazumi, S.Noguchi, T.Fujimoto, S.Yasuzuka, H.Yoshino, K.Murata, T.Mori, H.Aruga Katori
  • 雑誌名: J. American Chem. Soc. 128 ページ: 11746-11747
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] High Field Magnetization of (Benzo-TTFVS)_2FeBr_4 and (Benzo-TTFVO)_2FeBr_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Noguchi, A.Kuribayashi, T.Hiraoka, H.Fujiwara, T.Sugimoto, S.Kimura, M.Hagiwara, K.Kindo, T.Ishida
  • 雑誌名: J. Phys. : Conference Series 51 ページ: 331-334
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A new ferromagnetic organic semiconductor (BEDT-TTFVS)・FeBr_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Noguchi, T.Kosaka, M.Wang, H.Fujiwara, T.Sugimoto, T.Ishida
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Series Vol.850 ページ: 1063-1064
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Magnetoresistance effects evidencing the ^<II>-d interaction in metallic organic conductors, (EDT-DSDTFVO)_2・MX_4 (M=Fe,Ga;X=Cl,Br) (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Fujiwara, T.Hayashi, T.Sugimoto, H.Nakazumi, S.Noguchi, L.Li, K.Yokogawa, S.Yasuzuka, K.Murata, T.Mori
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry Vol.45 ページ: 5712-5714
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A metallic (EDT-DSDTFVSDS)_2・FeBr_4 salt : antiferromagnetic orderingof d spins of FeBr_4-ions and anomalous magnetoresistance due to preferential ^<II>-d interaction (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Hayashi, X.Xiao, H.Fujiwara, T.Sugimoto, H.Nakazumi, S.Noguchi, T.Fujimoto, S.Yasuzuka, H.Yoshino, K.Murata, T.Mori, H.Aruga Katori
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society Vol.128 ページ: 11746-11747
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] High field magnetization of (Benzo-TTFVS)_2FeBr_4 and (Benzo-TTFVO)_2FeBr_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Noguchi, A.Kuribayashi, T.Hiraoka, H.Fujiwara, T.Sugimoto, S.Kimura, M.Hagiwara, K.Kindo, T.Ishida
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series Vol.51 ページ: 331-334
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ferromagnetic ordering of Fe(III) d spins of FeBr_4^- ions in (Ethylenedithiotetrathiafulvalenothioquinone-ethylenedithio-1,3-dithiolemethide)・FeBr_4 (2005)
  • 著者名/発表者名: M.X.Wang, H.Fujiwara, T.Sugimoto, S.Noguchi, T.Ishida
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 44 ページ: 1184-1186
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Metallic/semiconducting behaviors and antiferromagnetic ordering of FeBr_4^- d spins in (Benzo-TTFVS)_2・MX_4 (M=Fe, Ga; X=C1, Br) (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Hiraoka, Y.Kamada, T.Matsumoto, H.Fujiwara, T.Sugimoto, S.Noguchi, T.Ishida, H.Nakazumi, H.Aruga Katori
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 15 ページ: 3479-3487
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ferromagnetic ordering of Fe(III) d spins of FeBr_4 ions in (ethylene dithiotetrathiafulvalenothioquinone-ethylenedithio-1,3-dithiolemethide)・FeBr_4 (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Wang, H.Fujiwara, T.Sugimoto, S.Noguchi, T.Ishida
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry Vol.44 ページ: 1184-1186
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Metallic/semiconducting behaviors and antiferromagnetic ordering of FeBr_4 d spins in (Benzo-TTFVS)_2・MX_4(M=Fe,Ga;X=Cl,Br) (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Hiraoka, Y.Kamada, T.Matsumoto, H.Fujiwara, T.Sugimoto, S.Noguchi, T.Ishida, H.Nakazumi, H.Aruga Katori
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry Vol.15 ページ: 3479-3487
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より