分子性結晶におけるX線回折を用いた圧力誘起構造相転移の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640307
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山浦 淳一 東京大学, 物性研究所, 助手 (80292762)
• Keywords: 分子性導体 / 高圧X線回折 / 一次元電子系

Research Abstract

研究の目的は、主に分子性導体をターゲットに、圧力下でのX線回折の手法を用いて、高圧下での結晶構造の情報を得るための装置開発と測定、解析手法を確立することである。この目的を実現するために、初年度から2年目において、技術的熟練を要しない粉末X線回折用ダイヤモンドアンビルセルを製作し、いくつかの興味ある結果を得た。最終年度に当たる今年度は、前年度からの継続的実験と、新たに圧力下で興味ある物性を示す物質について、以下に述べるような実験を行い、いくつかの重要な結果を得た。
純一次元電子系を有する分子性導体Me_4X(CPDT-TCNQ)_2(X=N,R,As)は、非常に純粋な一次元系でありながら135K(X=N)、165K(X=P)、185K(X=As)まで金属的伝導を示し、カチオンの違いによって基底状態が異なった絶縁化を起こす物質である。この物質は、室温での加圧に対しても絶縁化が観測される。圧力下X線回折実験を行った結果、Me_4N塩、Me_4P塩では2k_FCDW(電荷密度波)、Me_4As塩では4k_FCDWを起源とする絶縁化が起こっていることが判明した。これを元に、常圧低温の結果を踏まえた統一的温度-圧力相図を完成させた。これは、純一次元電子系分子性導体の本質を探る上で重要な知見を提供するものと思われる。
また、銅の電荷秩序状態によって金属-絶縁体と伝導物性が劇的に変化する、一次π-d系分子性導体(DBr-DCNQI)_2Cuと(DI-DCNQI)_2Cuについて常温圧力下の詳細な実験を行った。この物質は高圧下で複雑な温度-圧力相図を持ち、特に高圧金属相の出現の原因究明が待たれている。本実験では、格子定数の詳細な検討から、両者は高圧金属相で微妙な構造の違いを有しており、それは、それぞれ独自の高圧金属相出現メカニスムが存在することによるものと解釈した。この結果は、この系の研究の進展に寄与することができると考えられる。なお、この実験は千葉大学自然科学研究科澤研究室との共同研究である。

Research Products

• [Publications] J.Yamaura et al.: "Low Temperatue Symmetry of Pyrochiore Oxide Cd_2Re_2O_7"J. Phys. Soc. Jpn.. 71(11). 2598-2600 (2002)
• [Publications] S.Tarutani et al.: "High Pressure Properties of Extremely One-dimensional Electronic Conductors Me_4X(CPDT-TCNQ)_2(X=N,P,As)"Solid State Commun.. 123(9). 251-255 (2002)
• [Publications] T.Kawamato et al.: "Dimerization Effect on the Physical Properties in New One-Dimensional Organic Conductors: (ChTM-TTP)_2AuBr_2, (ChTM-TTP)_2GaCl_2 and (ChTM-TTP)ReO_4"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 75(3). 435-447 (2002)
• [Publications] R.Kato et al.: "Uniaxial strain effect in a strongly correlated two-dimensional system β-(CH_3)_4As[Pd(dmit)_2]_2"Phys. Rev. B. 66(2). 020508(R) (2002)