擬一次元ハロゲン架橋金属錯体の電子相の競合と価数状態の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440093
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 黒田 新一 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20291403)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸本 一弘 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50293668) ; 伊東 裕 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260374)
• Keywords: ハロゲン架橋金属錯体 / 電子相 / 価数状態 / 非線形励起 / 電子スピン共鳴 / 時間分解 / 光励起

Research Abstract

擬一次元ハロゲン架橋金属錯体(MX系)は、スピン密度波(SDW)や電荷密度波(CDW)などの多様な電子相やソリトン、ポーラロン等の非線形素励起の生成する系として、導電性高分子と共に擬一次元物質の研究上重要な役割を果たしている。我々は電子スピン共鳴(ESR)がMX系の磁性イオン(M^<3+>)の検出に優れた手法であることを示してきたが、これまでは定常的な測定に限られてきた。本研究の目的は、時間分解光励起ESRを整備し、MX系の素励起の検出や、競合する2つの電子相の光制御などを研究する新しい手法として開発、適用することである。
本年度は第一に時間分解光励起ESRの開発、整備を行った。既設のESR装置へレーザー光源の出力光を光ファイバーで導入する光学系を整備し、ESR装置へ組み込んだ時間分解測定ユニットをAO変調器と連結して、レーザー励起による時間分解ESR信号の測定系を完成させた。そして[Pt(en)_2][Pt(en)_2I_2](ClO_4)_4の時間分解光励起ESR測定を極低温領域まで試みたところ、数十秒程度で減衰するスピン種の観測に成功した。光誘起吸収のバンドピーク強度時間依存性でも同様な時間スケールで減衰するソリトンやポーラロンが報告されており、その結果とも良く対応する。現在そのスピン種の帰属の解明をすすめる一方、より短時間領域での時間分解測定もすすめている。
本年度では第二にMX混晶系Ni_<1-x>Pd_x(chxn)_2X_3のESR測定を行い、SDW相やCDW相の電子相の研究や、電子相へのハロゲン元素の置換効果をX=Cl,Brを用いて研究した。そして小型真空蒸着装置により単結晶に電極を取り付けて熱電能測定を行い、キャリア特性を調べた。またMX系の発展系であるMMX系についてもESR測定を行い、平均原子価(AV)相やCDW相の検出にESRで初めて成功した。以上の成果については論文等で発表した。

Research Products

• [Publications] K.Marumoto, et al.: "ESR observation of averaged-valence and charge-density-wave states in quasi-one-dimensional halogen-bridged binuclear metal complexes"Solid State Communications. 120. 101-106 (2001)
• [Publications] H.Tanaka et al.: "ESR detection of induced moments Pd^<3+> in halogen-bridged Ni-Pd mixed-metal complexes"Synthetic Metals. 120. 949-950 (2001)
• [Publications] H.Tanaka et al.: "ESR Detection of Induced Spin Moments in Halogen-bridged Mixed-Metal Complexes Ni_<1-x>Pd_x(chxn)_2Br_3"Journal of the Physical Society of Japan. (in press). (2002)