擬一次元電荷移動錯体TTF-CA結晶における光誘起新構造相

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440096
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 伊東 千尋 和歌山大学, システム工学部, 助教授 (60211744)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白井 正伸 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30303803) ; 秋元 郁子 和歌山大学, システム工学部, 助手 (00314055) ; 神野 賢一 和歌山大学, システム工学部, 教授 (80024339)
• Keywords: 擬一次元有機電荷移動錯体結晶 / TTF-CA結晶 / 光誘起準安定状態 / 赤外反射分 / スピンソリトン / 二量体化

Research Abstract

(1)電荷移動励起下におけるTTF-CA結晶の近赤外光吸収測定
TTF-CA結晶における光誘起相転移の前駆状態を明らかにするために、極低温(T=4K)において、キセノンランプ照射下で、700〜7500cm^<-1>の領域で反射スペクトルを測定した。500nm以上の波長を持つ光の照射により電荷移動吸収帯のスペクトル形状が大きく変化することを見出した。電荷移動吸収帯のスペクトル変化は、DAペアの電子状態の変化を示唆するが、電荷移動量の指標となるCA分子のカルボニル基のピークシフトはわずかであり、結晶は中性相に留まっている。また、誘起された反射スペクトルの変化はT=4Kでは安定だが、T=20K以上で消失した。以上の結果は、光誘起相転移を誘起する照射線量以下の光照射により極低温で安定化される準安定状態が導入されることを示している。光照射による電荷移動量の変化が小さいことから、準安定状態は孤立分子イオン、すなわちスピンソリトンであると考えられる。
(2)TTF-FA電荷移動錯体結晶における中性-イオン性双安定性
アクセプター性の弱いフロラニル(FA)分子とTTF分子からなる電荷移動錯体結晶を共昇華法により作成した。X線構造解析の結果、得られた結晶はTTF分子とFA分子が交互に積層した擬一次元構造を取ることがわかった。得られた結晶の室温での赤外吸収スペクトルを測定し、FA分子のカルボニル基のピーク位置より電荷移動度を見積ると、室温、極低温(T=4K)ともρ〜0.3程度であった。このことから、TTF-FAは中性相の状態にあり、温度誘起相転移を起こさない。しかしながら、試料温度を低下させると、強度を著しく増加させる赤外吸収帯が1500cm^<-1>付近に現れることを見出した。この吸収帯はTTF分子のa_gモードに由来する可能性が高く、結晶中でTTF分子とFA分子が二量体化していることが示唆される。

Research Products

• [Publications] 田中英明, 長尾芳信, 伊東千尋: "擬一次元電荷移動錯体TTF-CA結晶における顕微FT-IR測定による光誘起相転移の初期状態の研究"光物性研究会論文集. 14. 411-414 (2003)
• [Publications] 長尾芳信, 田中英明, 伊東千尋: "電荷移動錯体テトラチアフルバレン-テトラブロモーp-ベンゾキノン単結晶の基底状態"光物性研究会論文集. 14. 291-294 (2003)