スピン・電荷・格子結合に基づく一次元金属錯体の臨界相制御とダイナミクス創出

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21750053
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高石 慎也 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10396418)
• キーワード: 一次元錯体 / 相転移 / Peierls絶縁体 / Mott絶縁体 / Pd(III) / 混合原子価 / 平均原子価 / 光誘起相転移

研究概要

擬一次元ハロゲン架橋錯体は大きな電荷移動吸収、高次の共鳴ラマン散乱、大きなStokesシフトを伴う発光、非常に大きな三次非線形光学応答、solitonやpolaronに由来するmid-gap吸収など非常に興味深い物性を示すことから非常に興味深い化合物群である。これらの錯体は、現在までに300種類以上の化合物が合成されているが、例外なく、Ni錯体はNi^<III>のMott-Hubbard(MH)状態、Pd錯体はPd^<II>-Pd^<IV>の電荷密度波(CDW)状態をとる。われわれは、長鎖アルキル基をカウンターイオンに導入したPd錯体[Pd(en)_2Br](C_n-Y)_2・H_2O(C_n-Y=dialkylsulfosuccinate)をすることにより、世界で初めてPd-Br錯体において、Pd(III)のMH状態を実現する二とに成功し、さらには、CDW-MH相転移を観測することに成功した。さらに、n=5の化合物において、誘電率の測定を行ったところ、相転移温度(Tc=205K)付近において非常に大きい比誘電率(約5000)を観測した。この値は、セラミックコンデンサに用いられているチタン酸バリウムのそれに匹敵する大きさである。また、より低温領域において、周波数依存する緩和型の誘電応答が観測され、何らかの遅いダイナミクスの存在が示唆された。
また、この錯体において、CDWからMHへの光誘起相転移、および、MHからCDWへの光誘起相転移という双方向の光誘起相転移を初めて実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Direct Synthesis and Crystal Structure of Dehydrated State in Vapochromic MMX-type Quasi-One-Dimensional Iodide-Bridged Platinum Complexes (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Iguchi, Shinya Takaishi, Takashi Kajiwara, Hitoshi Miyasaka, Masahiro Yamashita, Hiroyuki Matsuzaki, Hiroshi Okamoto
  • 雑誌名: Inorg.Organomet.Polym. 19 ページ: 85-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current oscillation originating from negative differential resistance in one-dimensional halogen-bridged nickel compounds (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kishida, Takafumi Ito, Arao Nakamura, Shinya Takaishi, Masahiro Yamashita
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 15 ページ: 7446-7451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Temperature Scanning Tunneling Microscopy Investigation of Bis(phthalocyaninato)yttrium Growth on Au(111): From Individual Molecules to Two-Dimensional Domains (2009)
  • 著者名/発表者名: Yan Feng Zhang, Hironari Isshiki, Keiichi Katoh, Yusuke Yoshida, Masahiro Yamashita, Hitoshi Miyasaka, Brian K.Breedlove, Takashi Kajiwara, Shinya Takaishi, Tadahiro Komeda
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 9826-9830
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural correlations between the crystal field and magnetic anisotropy of Ln-Cu single-molecule magnets (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kajiwara, Kohiei Takahashi, Hiraizumi Tomonari, Shinya Takaishi, Masahiro Yamashita
  • 雑誌名: CrystEngComm 11 ページ: 2110-2116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordination enhancement of singl-molecule magnet behavior of Tb(III)-Cu(II)dinuclear systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kajiwara, Kohei Takahashi, Tomonari Hiraizumi, Shinya Takaishi, Masahiro Yamashita
  • 雑誌名: Polyhedron 28 ページ: 1860-1863
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast photoinduced transitions in charge density wave, Mott insulator, and metallic phases of an iodine-bridged platinum compound (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Kimura, Hiroyuki Matsuzaki, Shinya Takaishi, Masahiro Yamashita, Hiroshi Okamoto
  • 雑誌名: Physical Review B 79 ページ: 075116:1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast optical responses in one-dimensional Mott insulators of halogen-bridged Ni compounds (2009)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Tao, Tatuo Miyagoe, Hiroyuki Matsuzaki, Hideki Ohtsu, Miki Hasegawa, Shinya Takaishi, Masahiro Yamashita, Hiroshi Okamoto
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 148 ページ: 012011:1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electroconductive porous Coordination Polymer Cu[Cu(pdt)_2]Composed of Donor and Acceptor Building Units (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinya Takaishi, Miyuki Hosoda, Takashi, Kajiwara, Hitoshi Miyasaka, Masahiro Yamashita, Yasuyuki Nakanishi, Yasutaka Kitagawa, Kizashi Yamaguchi, Atsushi Kobayashi, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 48 ページ: 9048-9050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Observation of Lanthanide(III)-Phthalocyanine Molecules on A u(111)by Using Scanning Tunneling Microscopy and Scanning Tunneling Spectroscopy and Thin-Film-Field-Effect Transistor Properties of Tb(III)and Dy(III)-Phthalocyanine Molecules (2009)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Katoh, Yusuke Yoshida, Masahiro Yusuke, Hitoshi Miyasaka, Brian K.Breedlove, Takashi Kajiwara, Shinya Takashi, Naoto Ishikawa, Hironari Isshiki, Yanfeng Zhang, Tadahiro Komeda, Masakazu Yamagishi, Jun Takeya
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 131 ページ: 9967-9976
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of an In-Plane Ligand on the Electronic Structures of Bromo-Bridged Nano-Wire Ni-Pd Mixed-Metal Complexes, [Ni_<1-x>Pd_x(bn)_2Br]Br_2(bn=2S, 3S-diaminobutane) (2009)
  • 著者名/発表者名: Mari Sasaki, Hashen Wu, Daisuke Kawakami, Shinya Takaishi, Takashi Kajiwara, Hitoshi Miyasaka, Brian K.Breedlove, Masahiro Yamashita, Hideo Kishida, Hiroyuki Matsuzaki, Hiroshi Okamoto, Hisaaki Tanaka, Shi-ichi Kuroda
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 48 ページ: 7446-7451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of the Properties of a Single Unit of a Limited CDW Structure in a Pt-II/Pt-IV Host-Guest Binary System Based on a Square-Shaped Complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Ed Hirahara, Shinya Takaishi, Masahiro Yamashita
  • 雑誌名: Chem.Asian J. 4 ページ: 1442-1450
  • 査読あり
• [学会発表] 電荷の双安定性を利用した配位高分子の機能化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高石慎也
  • 学会等名: 日本化学会春季年会シンポジウム
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] CHEMICAL AND PHYSICAL PROPERTIES OF CONDUCTIVE METAL-ORGANIC FRAMEWORK, Cu[Cu(pdt)_2] (2009)
  • 著者名/発表者名: 高石慎也・細田深雪・山下正廣
  • 学会等名: 第2回アジア錯体化学会議(ACCC2009)
  • 発表場所: 南京(中国)
  • 年月日: 2009-11-02
• [学会発表] 酸化状態の双安定性を利用した配位高分子の機能化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高石慎也
  • 学会等名: 化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 日本大学郡山キャンパス
  • 年月日: 2009-09-20