Transcript 一種類の分子だけが集積してできた"金属"

単一分子性金属
小さいHOMO-LUMOギャップ
分子が自己集積すると同時にキャリアーが発生
M(tmdt)2 M= Ni, Au, Cu, Pd, Pt
強い三次元性
Ni(tmdt)2 : metallic down to 0.6 K
Au(tmdt)2 : AF metal (TN=110 K)
Pt(tmdt)2 : metallic down to liq. He Temp.
even in crystalline powder state
高い相転移温度
多フロンティアーp-d系
pds(-)
Pt, Pd
Ni
Au
asym-Lp(d)
(LUMO (Ni) )
Cu
sym-Lp
(HOMO (Ni) )
構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発
単一分子性伝導体M(tmdt)2 (M=Ni, Au, Cu)
Ni
Ni(tmdt)2
Au(tmdt)2
Cu(tmdt)2
AF
Au
TN 110 K
Cu
1D Heisenberg
Chain
TN 13K
AF
M(tmdt)2 (M=Ni, Au, Cu)
構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発
Ni(tmdt)2 と Cu(tmdt)2 の分子軌道計算
[Ni(tmdt)2]
[Cu(tmdt)2]
pds(-)
asym-Lπ(d)
sym-Lπ
pds(-)
Ni
3D p金属
Cu
p伝導バンド…sym-Lp,
asymLp(d)
局在磁性軌道….pds(-)
+
4s
3d
遷移金属原子
構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発
( 2] (x  0.11)
[Ni1-xCux(tmdt)
Y. Idobata, B. Zhou, A. Kobayashi, H. Kobayashi, J. Amer. Chem. Soc., 134, 871 (2012).
結晶学的データ
a = 6.419(2) Å
b = 7.457(2)
c = 12.041(3)
a = 90.54(2)°
b = 96.94(2)
c = 103.55(2)
V = 555.7(2) Å3
Z =１
Triclinic P1293 K
Ni
Cu
Ni(tmdt)2 (89 %)
Ni
Cu(tmdt)2 (11 %)
Cu
構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発
[Ni1-xCux(tmdt)2]
x (%)
(b)
27
0.0
0.06
0.04
0.02
Z. Physik 1976, B25, 269
x
1 : 6T
2:3
0.13
3:1
4 : 0.3
0.06
18
0.005
Kondo-System (La1-xCex )B6
0.08
9.8
13
0.01
cT (emu K / mol)
cT (emu K / mol)
c (emu K / mol)
(a)
0.04
0.02
7
6
5
4
3
0.0
1
10
0.0
10
T (K)
5 : 0.1
6 : 0.05
7 : 0.015
2
T (K)
100
100
構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発
[Ni1-xCux(tmdt)2] (x  0.11)
四端子法抵抗測定
1.0
Resistivity
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.8
Resistivity
(0.12mm)
0.0
10
0.6
100
log T
0.4
sRT= 150 S/cm
0.2
0.0
0
50
100
150
T/K
200
250
300
構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発
0.18
Resistivity
[Ni1-xCux(tmdt)2] (x  0.11)
0.16
0.14
0.12
0.10
0.08
1.0
0.06
Resistivity
0.020
0.015
Rmes - Rcal
0
0.8
50
25
T/K
0.6
Rmes
Rcal
0.4
Rcal= Ro+a1T+a2T2+…+a5T5
(T >50 K)
0.2
0.010
0.0
0.005
0
50
100
150
T/K
0.000
-0.005
10
100
200
250
300
Ro= 0.06311
a1= 0.00171
a2= 8.18 x 10-6
a3= -3.74x 10-8
a4= 1.43 x10-10
a5= -1.69 x 10-13
log T
構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発