強い電子-格子 相互作用に基づく有機分子性強誘電体の合成と物性

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63460030
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 十倉 好紀 東京大学, 理学部, 助教授 (30143382)
• 研究分担者: 腰原 伸也 東京大学, 理学部, 助手 (10192056)
• キーワード: 有機分子性(反)強誘電体 / 電子-格子相互作用 / 電荷移動錯体 / 低次元誘電性 / 光誘起効果 / ドメイン注入 / プロトン-π電子結合系 / 光伝導

研究概要

本研究の目的は、種々の光電的・磁気的物性を有する電子-格子相互作用を用いた新しい型の有機分子性強誘電体・反強誘電体を合成し、その基礎的物性を明らかにする点にある。昭和63年度の研究では交互積層型電荷移動(CT)錯体について集中的研究を行い、予期した通り、多くのCT錯体が強い電子-格子相互作用に基づく1次元強誘電性を伴う反強誘電相転移を示すことを見いだした。平成元年度は、昨年までのCT錯体に関する探索的研究を継続すると共に、新たな物質系の探索も行なった。まずCT錯体に関しては誘電・伝導測定の他に光誘起効果の測定も行ない、光による低次元(反)強誘電体へのドメイン注入の可能性を検討した。この結果、CT錯体は特にその相転移温度近傍で、ドメイン注入が原因と考えられる大きな光誘起屈折率変化や光伝導を示すことが明らかとなった。次にCT錯体以外の新物質開発については、今年度はプロトン-π電子結合系での(反)強誘電体の探索に努力を集中した。その結果、四角酸・フエニルマロンジアルデヒド等幾つかのプロトン-π電子結合系物質で誘電転移が起きることが明らかとなった。これに加えて、相転移が圧力に敏感に反応し、π電子系の変化に起因する構成分子の対照性の変化も起きていることが赤外吸収・ラマン散乱の測定から明かとなった。これらの結果は、プロトン-π電子結合系物質がCT錯体と同様低次元(反)強誘電体として振舞うこと示しており、新しい分子性誘電体設計を行なうに当たって重要な知見を蓄積することが出来た。

研究成果

• [文献書誌] H.Okamoto,T.Mitani,Y.Tokura,S.Koshihara,T.Komatsu,Y.Iwasa,T.Koda and G.Saito: "“Anomalous dielectric response in tetrathiafulvalene-p-chloranil as observed in temperature and pressure-induced neutral-to-ionic phase transition"" Phys.Rev.B.
• [文献書誌] Y.Tokura,S.Koshihara,Y.Iwasa,H.Okamoto T.Komatsu,T.Koda,N.Iwasawa and G.Saito: "“Domain-wall dynamics in organic charge-transfer compounds with one-dimensional ferroelectricity"" Phys.Rev.Lett.63. 2405-2408 (1989)
• [文献書誌] Y.Iwasa,T.Koda,Y.Tokura,S.Koshihara,N.Iwasawa and G.Saito: "“Switching effect in organic charge transfer complex crystals"" Appl.Phys.Lett.55. 2111-2113 (1989)
• [文献書誌] Y.Iwasa,T.Koda,S.Koshihara,Y.Tokura N.Iwasawa and G.Saito: "“Intrinsic negative resistance effect in mixed-stack charge transfer crystals"" Phys.Rev.B. 39. 10441-10443 (1989)