2018 Fiscal Year Final Research Report

Coupling between magnetic and dielectric properties in fullerene-based materials

Research Project

PDF

Project/Area Number	15H03529
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Research Field	Nanomaterials chemistry
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	Kambe Takashi 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (00277386)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	池田直岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (00222894)
Research Collaborator	Fukuda Takahito
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords	フラーレン / 磁性 / 誘電性 / マルチフェロイック
Outline of Final Research Achievements	Our aim for this study on fullerene-based materials is to understand coupling between magnetic and dielectric properties and to search a long-ranged dielectric order. Firstly, we developed new apparatus for measuring dielectric properties with wide frequency range under high-magnetic fields. We focused the dielectric properties on TDAE-C60 ferromanget and(NH3)K3C60 antiferrmagnet. For TDAE-C60, the relaxation behavior can be observed well below the structural phase transition, but, unfortunately, no long-ranged dielectric order can be observed. For (NH3)K3C60, we observed huge change in the dielectric constant for the first time, which may be due to the orientational ordering of K-NH3 dipole moment. Moreover, dielectric constant increased below 50 K, which may be related with a long-ranged dielectric order. As a result, we confirmed that fullerene-based materials can have a new functionality, i.e., dielectric, and, generally, coexistence of magnetic and dielectric properties.
Free Research Field	磁性、超伝導
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究で得られたフラーレン物質における誘電性という新機能は、軽元素のみからなる分子材料で初めて明らかになった成果である。フラーレンは、超伝導や太陽電池などの優れた機能の母体となる分子であるが、誘電性に関する報告はほぼなかった。多様性、構造柔軟性、軽量性といった特徴を有する分子系、有機材料系において、新規な機能を発現する物質を開発し研究展開を図ることは極めて重要である。本研究で得られた純粋パイ電子系フラーレンにおける知見は、今後の物質開発において、より高い転移温度を持つ新物質開発に不可欠なだけでなく、有機材料を基軸とした新電気磁気エレクトロニクスへ発展する可能性もあり意義がある。