低次元分子性導体の電荷秩序と絶縁機構、光誘起非線型ダイナミクス

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640361
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 米満 賢治 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (60270823)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸根 順一郎 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (80290906)
• Keywords: 金属錯体 / 電荷移動錯体 / 有機導体 / 電荷整列 / 電子相関 / 電子格子相互作用 / 次元クロスオーバー / 密度行列繰り込み群

Research Abstract

擬1次元ハロゲン架橋複核金属錯体(MMX鎖)には金属的伝導を示す平均原子価相や様々な電荷整列や格子変形を伴う絶縁相が主に配位子、ハロゲンイオン、対イオンに依存して現れる。それぞれの電子相が現れる機構を、金属d軌道とハロゲンp軌道に対する拡張ハバード・パイエルス型モデルを使って調べてきた。基本的に、電子間相互作用と電子格子相互作用が競合して、ハロゲンイオンと金属イオンの距離や軌道のレベル差によりバランスが変わるとする観点と、電子間相互作用の短距離成分と長距離成分が競合して、金属イオン間や複核間の距離とともにバランスが変わるとする観点がある。どちらが主な機構か定量的に見積もるために、XMMX単位がほぼ孤立した系の光学伝導度のデータを使い、モデルパラメタを評価した。最近接でないハロゲンイオンと金属イオン間のトランスファー積分や電子間斥力がかなり大きいことがわかった。そのために電子間と電子格子間の相互作用の競合を議論した、強結合からの摂動論に長距離相互作用による修正が必要であった。
DCNQI分子が金属イオンに配位する物質には多様な電子相が知られているが、銅イオンに配位する場合はπ軌道とd軌道の混成により伝導性と磁性の複合した状態が現れる。圧力下で現れる絶縁相は3倍周期の格子歪みと常磁性が共存し、パイエルスとモットの絶縁機構が協力的に働いていることが、以前の研究でわかっていた。しかしπ軌道とd軌道のレベル差が中途半端であっても自己ドーピングが起こり、3倍周期に強く引き込まれる様子はまだ理論研究されていなかった。最近は3倍周期からずれる圧力領域があることが観測されている。2バンドのパイエルス・ハバードモデルを厳密対角化して電子状態を調べ、d電子間の斥力が強いとき格子歪みが調整されて自己ドーピングが起こり、自己無撞着な3倍周期構造が常磁性と共存する様子をπdレベル差の広い範囲で再現した。

Research Products

• [Publications] K.Yonemitsu and J.Kishine: "Dimensionality Effects on the Charge Gap in the Dimerized Hubbard Model at Quarter Filling"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 2107-2112 (2000)
• [Publications] J.Kishine and K.Yonemitsu: "Interplay of Randomness, Electron Correlation, and Dimensionality Effects in Quasi-One-Dimensional Conductors"Physical Review B. 62. 13323-13337 (2000)
• [Publications] M.Kuwabara and K.Yonemitsu: "Numerical Studies of Ground State Phase Diagrams for the MMX Chains"Molecular Crystal and Liquid Crystal. 341. 533-538 (2000)
• [Publications] K.Yonemitsu: "Charge Gap and Interchain Correlation in Quasi-One-Dimensional Dimerized Organic Conductors"Molecular Crystal and Liquid Crystal. 341. 543-548 (2000)
• [Publications] M.Mori,K.Yonemitsu and H.Kino: "Role of Dimensionality in Dimerized Two-Band Systems"Molecular Crystal and Liquid Crystal. 341. 549-554 (2000)
• [Publications] J.Kishine and K.Yonemitsu: "Interplay of Correlation, Randomness and Dimensionality Effects in Weakly-Coupled Half-Filled Random Hubbard Models"Molecular Crystal and Liquid Crystal. 341. 555-560 (2000)
• [Publications] K.Yonemitsu: "Effects of Dimerization on Spin, Charge and Hopping Correlation Functions in Quasi-One-Dimensional Organic Conductors"Physica B. 284-288. 515-516 (2000)
• [Publications] M.Mori,K.Yonemitsu and H.Kino: "Possible Ground State Phases of Pd(dmit)_2 Salts"Physica B. 284-288. 1495-1496 (2000)
• [Publications] M.Kuwabara and K.Yonemitsu: "Magnetic Property of MMX Chains as Dimerized Quarter-Filled Systems"Physica B. 284-288. 1545-1546 (2000)
• [Publications] J.Kishine and K.Yonemitsu: "Dimensionality Effects in Half-Filled Random Hubbard Chains"Physica B. 284-288. 1946-1947 (2000)
• [Publications] M.Kuwabara and K.Yonemitsu: "Charge Ordering and Lattice Modulation in Quasi-One-Dimensional Halogen-Bridged Binuclear Metal Complexes"Molecular Crystal and Liquid Crystal. 343. 47-52 (2000)
• [Publications] M.Mori and K.Yonemitsu: "Collective Excitations around Charge Ordered States and Coexistent States with Different Orders"Molecular Crystal and Liquid Crystal. 343. 221-226 (2000)