研究課題
基盤研究(C)
一次元と二次元の間などの次元クロスオーバー領域における交差相関物性の発現を目指し、πd複合系分子性導体の合成と物性研究を行った。Cu(hfac)2(TTF-py)2の合成とTCNQ誘導体を用いた電荷移動錯体の作製、および分子末端にヨウ素を有するTTF誘導体DIETSeとハロゲン系磁性陰イオンを組み合わせた磁性伝導体の作製と物性評価を行った。後者では、支持電解質のFeCl4-イオンとFeBr4-イオンの濃度比をさまざまに調整し、電解酸化法によって、陰イオンを混合した混晶 (DIETSe)2(FeCl4)1-x(FeBr4)xの単結晶試料を作製した。今年度は、特にx=0.5の混晶試料の低温電子物性を重点的に調べた。単結晶試料の電気伝導性を行い、常圧では約8Kでスピン密度波転移による金属絶縁体転移を示し、さらに低温の約4Kで抵抗の温度依存性に異常が現れた。数十個の微小単結晶試料を配向させてSQUIDによる静帯磁率の測定を行ったところ、約4K以下で明瞭な磁気異方性が現れることが分かった。したがって、この温度以下でFeのd電子スピンによる反強磁性秩序が生じていることが明らかになった。磁性と伝導性の相関を調べるため、低温強磁場下での物性測定を行った。ネール温度以下の反強磁性状態で、外部磁場を印加すると、d電子スピンのスピンフロップ転移や反強磁性相の相境界において、ヒステリシスを伴う大きな磁気抵抗変化が観測された。さらに、微小単結晶の磁気トルク測定によって同様な磁場領域でヒステリシスが現れることも分かった。すなわち、d電子スピンの磁性とπ電子の伝導性が強く相関した特異な磁気輸送特性を見出すことが出来た。
1: 当初の計画以上に進展している
ドナー・アクセプター型π-d複合体の開発においては、構成要素となるTTF-pyやCu(hfac)2(TTF-py)2およびTCNQ誘導体との電荷移動錯体が順調に得られてきている。また、擬一次元π-d複合系においては、新たな混晶試料において磁性と伝導性の相関によるスイッチング・メモリー機能性や磁場誘起相転移などが見出されている。
ドナー・アクセプター型π-d複合体の開発においては、ドナーとアクセプター分子の組み合わせが重要であるため、各種アクセプター分子との錯体の作成を試み、その中から有望な錯体の抽出を行うことを最優先に行う。続いて、その構造および物性（磁性、伝導性など）について詳細に調べる。また、スイッチング・メモリー機能性や交差相関物性を示す擬一次元π-d複合系の研究については、六方アンビルなどを用いて、10 GPa級の超高圧での物性制御を行い、一次元的な開いたフェルミ面から二次元的な閉じたフェルミ面への次元クロスオーバーが、物性に与える影響を調べる。また、一軸性歪み法を用いて、特定の一方向にのみ分子間距離を縮めることにより、それぞれの方向の分子間相互作用を自由に制御しながら、新規物性の探索を行う。
複合環境下での物性測定をするために研究協力者のBrooks教授のいる米国強磁場施設での実験研究を次年度行いたい。そのために必要な旅費の一部を繰り越したい。申請していた米国強磁場施設でのマシンタイムが確保できたため、今年度の8月に渡米して共同研究を行う。そのために必要な旅費を繰越金で一部補う。消耗品等それ以外の使用計画は当初予定どうりである。
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