Cr-アセチリド -テトラチアフルバレン型錯体による

フェリ鎖を基本構造に持つ磁性結晶の開発

分子研　　西條　純一

Cr- アセチリド -TTF 系錯体 [CrCyclam(CCMeEDT-TTF)2]n+

CrNN

N N S

SS

SS

S

S

S S

S

S

S

特徴・配位子の TTF 部位を酸化可能・生じたスピンが Cr3+ 上のスピンと強く相互作用　（ 2J / kB ～ -30 K ）・隣接分子の TTF 部位がスタック出来る　　　→ 分子間でスピンと電荷の非局在化が可能

CrNN

N N S

SS

SS

S

S

S S

S

S

S

1 次元鎖内での強い相互作用は実現

…… では鎖間は？

スタックを利用し，強い鎖間相互作用を目指す

系を持つ磁性分子( ラジカル，配位子 ) スタックを介した

強い分子間相互作用

CrNN

N N S

SS

SS

S

S

S

+

[CrCyclam(CCMeEDT-TTF)2]+

S

S

S

S

結晶作成

NC

NC

CN

CN

N

N

Cr

NCS

NCS

NCS

NCS

--

TCNQ-

[Cr(phen)(NCS)4]-

電解酸化（ 0.4 A, 1-2 week ）

[CrCyclam(CCMeEDT-TTF)2][TCNQ]3

・スタックが実現・結合長からの電荷を見積もる

-0.5 (×2)

-0.75

+0.75

→ TCNQ-TTF のペア（ Singlet, スピンの消失）

3/2

1/2

0(Singlet)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 50 100 150 200 250 300

T /

em

u K

mol

-1

T / K

磁化率測定

・ S = 3/2(Cr3+) と 1/2(TCNQ2-) の和

・相互作用は小さい

スタックは実現できたが相互作用が強すぎ Singlet

に

他の S = 1/2 のアニオンを使った場合も同様の結果

CrNN

N N S

SS

SS

S

S

S

+

[CrCyclam(CCMeEDT-TTF)2]+

S

S

S

S

CrNN

N N S

SS

SS

S

S

S

+

[CrCyclam(CCMePDT-TTF)2]+

S

S

S

S

NC

NC

CN

CN

-

TCNQ-

S

M

S

S

SNC

NC

CN

CN

-

[M(mnt)2]-

S

Ni

S

S

S-

[Ni(dmit)2]-

S

S S

S

S S

+

様々な組み合わせで，非常に強い相互作用で Singlet 化

S = 1/2 の系磁性アニオンとの組み合わせでは，TTF 部位のスピンとの相互作用が強すぎて Singlet に

より大きなスピンを持つアニオンを用いる

[CrCyclam(CCMeEDT-TTF)2][Cr(phen)(NCS)4]2(Acetone)2(Toluene)

(TTF)2+ とアニオンの系の間に重なりを持つ

構造から推定されるスピン構造

Cr3+

(TTF)2+

[Cr(phen)(NCS)4]-

( 隣接する 1 次元鎖と弱く相互作用 )

磁化率測定

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200 250 300

T /

em

u K

mol

-1

T / K

-10

-5

0

5

10

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5M

/ B

B / T

2 K

・ TN = 4.8 K のソフトなフェリ磁性体・ Cr3+ - (TTF)2

+ - 2[Cr(phen)(NCS)4]-

(3B - 1B + 2×3B = 8B)

5

5.5

6

6.5

7

0 50 100 150 200 250 300

T /

em

u K

mol

-1

T / K

Cr3+

(TTF)2+

[Cr(phen)(NCS)4]-

分子場で相互作用を大雑把に見積もる

既知の系の結果から2J / kB = -28 KJ'

5

5.5

6

6.5

7

0 50 100 150 200 250 300

T /

em

u K

mol

-1

T / K

2J' / kB~ -4 K

まとめ

[CrCyclam(CC-TTF)2]n+ 系錯体 + 系を持つ磁性アニオン強い鎖間相互作用＆高い転位温度を狙う

・スタック → 強い分子間相互作用「潜在的には」高い転位温度が可能

・しかし， S = 1/2 のアニオンは Singlet ペアを形成部分的に非磁性化，磁気転移が期待出来ない

・ S ≧ 1 のアニオンなら， Singlet 化せずに相互作用が実現

今後 S ≧ 1 の遷移金属錯体を対アニオンとし物質開拓を行う予定