分子性導体における電荷整列現象の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440214
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 薬師 久弥 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 教授 (20011695)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 薫 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (90321603)
• Keywords: 電荷整列 / 電荷不均化 / 分子導体 / 金属・絶縁体相転移 / ラマン分光 / 赤外分光 / 高圧力

Research Abstract

θ-(BEDT-TTF)_2RbZn(SCN)_4の金属絶縁体相転移はNMR、精密X線解析、反射分光法によって調べられており、相転移に伴って電荷整列状態をとる事が最近の研究でわかってきている。この物質の1200-1600cm^<-1>の領域を赤外・ラマン分光法で研究し、相転移点以下でスペクトルが劇的に変化する事を明らかにした。^<13>Cを同位体置換した物質の偏光依存性・温度依存性を測定して転移点以下の複雑なラマンスペクトルの帰属を行った。この結果この分子の二つのC=C伸縮振動v_2およびv_3のうち、v_2が2本に、v_3が4本に分裂する事が分かった。そして、不均化の程度を見積もるにはv_2が適しており、電荷配列の対象性を見るにはv_3が適しているという結論を得た。これは全てのBEDT-TTF電荷移動塩に適用できる重要な結論である。現在、同様な構造をもつθ-(BEDT-TTF)_2TIM(SCN)_4(M=Co, Zn)についても研究中である。
BEDT-TTFの電子状態は分子の配列に極めて敏感である。高圧力はこの配列を連続的に変化させる事ができるので、ラマンスペクトルより電子状態を引き出すのに有力な方法である。小型のサファイアとダイヤモンドアンビルセルを既存のクライオスタットに取り付けて、電荷不均化の予想されるα'-(BEDT-TTF)_2IBr_2、α-(BEDT-TTF)_2I_3、(Dl-DCNQI)_2Agについて低温.高圧下(T>5K, P<1GPa)のラマン分光の実験を行った。ラマンスペクトルは圧力に対して極めて敏感に変化し、当初の予想を裏付ける結果となった。また、結晶まわり熱伝導が良くなるために強いレーザーを用いる事ができる。そのため常温常圧よりも高いS/Nで測定できる事がわかった。次年度以降、同位体置換した物質を用い、さらに高い圧力を加えることによって帰属を確かにし、高圧状態の電子状態を解明する計画を立てている。

Research Products

• [Publications] J.Ouyang, K.Yakushi, Y.Misaki, K.Tanaka: "Raman spectroscopic evidence for the charge disproportionation in a quasi-two-dimensional organic conductor θ-(BDT-TTP)_2Cu(NCS)_2"Phys. Rev. B. 63. 54301-54306 (2001)
• [Publications] M.J.Konstantinovic, J.Dong, M.E.Ziaei, B.P.Clayman, J.C.Irwin, K.Yakushi, M.Isobe, Y.Ueda: "Charge ordering and optical transitions of Li_2VO_5 and NaV_2O_5"Phys. Rev. B. 63. 121102-121105 (2001)
• [Publications] J.Ulanski, K.Yakushi, H.Yamochi, G.Saito: "Observation of plasmons in 2-D organic metal BO_<2.4>I_3 by reflection spectroscopy"Synthetic Metals. 120. 721-722 (2001)
• [Publications] K.Yamamoto, K.Yakushi: "Electronic ground state of θ-(BEDT-TTF)_2RbZn(SCN)_4 studied by Raman spectroscopy"Synthetic Metals. 120. 791-792 (2001)
• [Publications] J.Ouyang, K.Yakushi, Y.Misaki, K.Tanaka: "Phase transition of θ-(BDT-TTP)_2Cu(NCS)_2"Synthetic Metals. 120. 843-844 (2001)
• [Publications] T.Yamamoto, H.Hanasaki, J.Yamaura, S.Aonuma, H.Tajima, K.Yakushi, M.Uruichi, R.Kato: "Phase diagrams of (DMe-DCNQI)_2Li_<1-X>CU_X system"Synthetic Metals. 120. 873-874 (2001)
• [Publications] M.Meneghetti, C.Pecile, K.Kanoda, K.Hiraki, K.Yakushi: "Study of the phase transitions of(DI-DCNQI)_2X using vibronic and vibrational spectra"Synthetic Metals. 120. 1091-1092 (2001)
• [Publications] M.Maksimuk, K.Yakushi, H.Taniguchi, K.Kanoda, A.Kawamoto: "The C=C stretching vibrations of κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br and its deuterated analogues"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 3728-3738 (2001)
• [Publications] K.Yamamoto, K.Yakushi, K.Miyagawa, K.Kanoda, A.Kawamoto: "Charge ordering in θ-(BEDT-TTF)_2RbZn(SCN)_4 studied by vibration spectroscopy"Phys. Rev. B. 65. 85110-85117 (2001)
• [Publications] K.Yakushi, J.Ouyang, M.Simonyan, Y.Misaki.K.Tanaka: "Charge order in θ-(BDT-TTP)_2Cu(NCS)_2"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (印刷中).
• [Publications] K.Yamamoto, K.Yakushi, M.Inokchi, M.Kinoshita, G.Saito: "Charge disproportionation and its ordering pattern in α and θ types of BEDT-TTF salts studied by Raman and infrared spectroscopy"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (印刷中).
• [Publications] 0.Drozdova, H.Yamochi, K.Yakushi, M.Uruichi, G.Saito: "Charge transfer degree of BO complexes"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (印刷中).
• [Publications] J.Ouyang, K.Yakushi, T.Kinoshita, N.Nanbu, M.Aoyagi, Y.Misaki, K.Tanaka: "The assignment of the in-plane molecular vibrations of the BDT-TTP electron-donor molecule based on the polarized Raman and infrared spectra, where BDT-TTP is 2,5-bis(1,3-dithol-2-ylidene)-1,3,4,6-tetrathiapentalene"Spectrochim. Acta A. (印刷中).
• [Publications] J.Ulanski, K.Yakushi, M.Uruichi, 0.Drozdova, H.Yamochi, G.Saito: "Re-examination of Bromide, Chloride, and Iodide Salts of Bis(ethylenedioxy)tetrathia-fulvalene by Spectroscopic Methods"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (印刷中).
• [Publications] K.Yakushi, K.Yamamoto, J.Ouyang, M.Simonyan, C.Nakano, Y.Misaki, K.Tanaka: "Charge ordering and phase transition in θ-(BDT-TTP)_2Cu(NCS)_2"Synthetic Metals. (印刷中).
• [Publications] K.Yamamoto, K.Yakushi, K.Miyagawa, K.Kanoda, A.Kawamoto, J.Yamaura, T.Enoki: "Vibrational spectra of BEDT-TTF based 2D charge ordering systems"Synthetic Metals. (印刷中).
• [Publications] 0.Drozdova, K.Yakushi, A.Ota, H.Yamochi, G.Saito: "Spectroscopic study of the [0110] charge ordering in (EDO-TTF)_2PF_6"Synthetic Metals. (印刷中).