2015 Fiscal Year Research-status Report
光誘起伝導性物質の電流検出型電子スピン共鳴法による機能性メカニズム解明
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15K05663
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
古川 貢 新潟大学, 研究推進機構, 准教授 (90342633)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光誘起伝導性 / 機能性メカニズム / 時間分解ESR / 電流検出ESR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光誘起伝導性物質の物質開拓を目的として，連携研究者の合成したニトロキシドラジカルを有するドナー・アクセプター連結型TTF誘導体をターゲットとし，スピンダイナミクスという観点から機能性メカニズムの解明を試みた．まず，定常状態の磁気特性を調べるために，ESR信号強度の温度依存性を調べた．得られた信号はニトロキシドラジカルに由来する信号のみで，さらに，１次元反強磁性的交換相互作用していることが明らかになった．この結果は，結晶構造と比較して矛盾の無い結果である．次に光誘起機能性を解明することを目的に時間分解ESRを測定した．得られたスペクトルは，線幅の狭い成分と広い成分の2種の和で表された．また線幅の狭い成分は，レーザー照射前から観測されており，g値もニトロキシドラジカルと同程度であった．このことより，狭い成分はニトロキシドラジカルの局在スピンに由来する信号と同定した．一方，線幅の広い成分については，レーザー照射後に，初めて現れる信号であり，線幅が広いことより，レーザー照射後に現れる遍歴電子に由来する信号と同定できる．つまり遍歴電子は，光誘起によって現れる性質であり，観測された信号は光励起後の電荷分離状態に由来すると解釈できる．また，それぞれの信号強度の時間依存性を調べてみると，局在スピンに由来する信号も遍歴電子に由来する信号も，同様な寿命を示すことが明らかになった．この結果は，定常状態で観測されている磁気特性が，光誘起伝導性に摂動を受けていることを示している結果と言える．つまり観測された現象は，磁気特性，電気伝導性を光により制御することができる複雑な物性である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要にも示した通り，物質開拓という点では，想定以上の結果を得ることができている．物質開拓については今後も継続して行っていく予定である．
もう一方の装置開発という点からのアプローチについては，既存のESR装置に対して，広帯域プリアンプ，パルスレーザー，オシロスコープ，ディレイジェネレーターを組み合わせ，基本的な測定ソフトウェアを構築することができた．つまり，時間分解ESRシステムの構築については，およそ終了したと言える．電流検出型ESRについては，まだ十分な信号強度を得るまでに至っておらず，２８年度に継続して行っていく予定である．すべて順調というわけではないが，想定の範囲内での遂行状況である．
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度以降については，まず派電流検出型ESR測定法を確立することが最優先事項である．十分な信号強度を得ることができるように，信号検出方法から見直す必要がある．今まで，電場変調法で信号検出を試みてきたが，信号強度が弱すぎて変調に埋もれていた可能性が高い．そこで，変調方法として磁場変調法を使用した検出にて活路を見いだす予定である．
物質開発については，光誘起磁性・伝導性を示す物質群を見いだすことができている．より大きな相関を示す物質群を見いだすべく開拓を進めていく予定である．具体的には，連結方法に関する依存性などについても連携研究者と密な連携を取りながら進めていく予定である．
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