李, 林

Osaka City University Repository

氏 名 李     林
学 位 の 種 類 博   士（理  学） 
学 位 記 番 号 第4828号 
学位授与年月日 平成18年３月24日 
学位授与の要件 学位規則第４条第１項該当者 
学 位 論 文 名 非対称有機ドナーEDO-R,R-DMEDT-TTFおよびEDT-DSDTFVOの導電性塩の特異 
 な相転移と輸送現象 
 (Phase Transitions and Transport Properties of Conducting SaltsBased on 
  Unsymmetrical Organic Donors, EDO-R,R-DMEDT-TTF and EDT-DSDTFVO) 
論文審査委員 主査 教 授 村 田 惠 三   副査 教 授 手 木 芳 男 
 副査 教 授 小 栗   章 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 新規電子相および負の磁気抵抗に関連した新規輸送現象の探索を目的として、新規有機非対称ドナーEDO-R、
R-DMEDT-TTFの無機アニオンとの塩、τ-(EDO-R、R-DMEDT-TF)2(AuBr2)1+y(略称(OO-RR)AuBr2 )およびτ-(EDO-R、
R-DMEDT-TTF)2(AuI2)1+y(略称(OO-RR)AuI2)の電気抵抗率の温度依存性を測定した。その結果、いずれの物質につ
いても電気抵抗率の温度依存性が試料に大きく依存することを見出した。(OO-RR)AuBr2については、二次元伝
導面に平行および垂直な方向の電気抵抗率の温度依存性が室温から低温まで金属的な試料とともに、50 K以下
で半導体的な挙動に変化する試料や、これらの間の挙動を示す試料があることがわかった。電極配置を工夫し
て、単結晶の伝導面に平行および垂直な方向の電気抵抗率の温度依存性を、複数の試料について測定し比較を
行った。その結果、面内および面間方向の挙動には強い相関が見られないという、興味深い結果を得た。例え
ば、面内方向で50 K以下で半導体的な挙動が観測されても、面間方向は低温まで金属的な挙動を示す試料があ
ることがわかった。このことは、50 K以下での挙動の変化が相転移ではなく、何らかの乱れの分布に依存して
いることを強く示唆している。一方、(OO-RR)AuI2については室温以下で金属的な挙動を示すが、AuBr2塩で観
測されたような半導体的挙動への変化を常圧では示さない。しかし、この物質は約7 Kで高抵抗金属相から低
抵抗非金属相に相転移を起こす。電気抵抗率の試料依存性を調べた結果、試料によって電気抵抗の温度係数が
大きく異なること、さらに、高抵抗-低抵抗相転移の温度が1 K程度異なることを見出した。 
 低抵抗状態について知見を得るために圧力下で電気抵抗率の温度依存性を測定した結果、相転移温度が加圧
によって上昇し、約1.6 GPa以上では低温相が半導体的になることがわかった。すなわち、低温の相転移の性
質が加圧によって変化するという、大変興味深い結果を得た。東北大金属材料研究所の強磁場施設で行った磁
気抵抗の測定結果から、この物質のフェルミ面は他のτ型有機伝導体と定性的によく似ていると考えられる結
果を得たが、圧力によって基底状態が大きく変化するという挙動はτ型伝導体では初めてであり、この変化の
仕方は他の有機伝導体でも知られていない。 
 独特の非対称型骨格によってドナーのπ電子とアニオンのd電子の相互作用（π-d相互作用）の増大を意図
して合成された新規有機伝導体、(EDT-DSDTFVO)2FeCl4および(EDT-DSDTFVO)2GaCl4について電気抵抗の温度依存
性および磁場依存性を圧力下で測定した。いずれの塩も低温で金属-絶縁体転移を示すことがわかったが、d電
子を含む FeCl4塩と含まない GaCl4塩では、相転移温度の圧力依存性に大きな違いがあり、FeCl4塩では相転移
が圧力によって強く抑制されることがわかった。また、磁気抵抗の磁場依存性においても、前者の方が後者に
比較して約4倍の磁気抵抗効果が大きかった。両者の結晶構造は同型であり、格子定数も近いことから、これ
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らの挙動の違いはFe原子上のd電子とドナーのπ電子との相互作用に由来すると考えられる。 
 
論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨 
本研究では、主に、２種の物質群を調べ、新規輸送現象の探索を目的とした研究を行った。1）新規電子相お
よび負の磁気抵抗に関連した新規有機非対称ドナーEDO-R、R-DMEDT-TTFの無機アニオンとの塩、τ-(EDO-R、
R-DMEDT-TTF)2(AuBr2)1+y(略称(OO-RR)AuBr2 およびτ-(EDO-R、R DMEDT-TTF)2(AuI2)1+y (略称(OO-RR)AuI2)と 
2)(EDT-DSDTFVO)2FeCl4および(EDT-DSDTFVO)2GaCl4についてである。 
1） (OO-RR)AuBr2については、二次元伝導面に平行および垂直な方向の電気抵抗率の温度依存性が室温から
低温まで金属的な試料とともに、50 K以下で半導体的な挙動に変化する試料や、これらの間の挙動を示す試料
があることがわかった。電極配置を工夫して、単結晶の伝導面に平行および垂直な方向の電気抵抗率の温度依
存性を、複数の試料について測定し比較を行った。その結果、面内および面間方向の挙動には強い相関が見ら
れないという、興味深い結果を得た。詳細な実験の結果、50K 以下での挙動の変化が相転移ではなく、何らか
の乱れの分布に依存していることを強く示唆することが判明した。一方、(OO-RR)AuI2については室温以下で金
属的な挙動を示すが、AuBr2塩で観測されたような半導体的挙動への変化を常圧では示さない。しかし、この物
質は約7 Kで高抵抗金属相から低抵抗非金属相に相転移を起こす。 この低抵抗状態について知見を得るために
圧力下で電気抵抗率の温度依存性を測定し、相転移温度が加圧によって上昇し、約1.6 GPa以上では低温相が
半導体的になることを明らかにした。すなわち、低温の相転移の性質が加圧によって変化するという、大変興
味深い結果を得た。東北大金属材料研究所の強磁場施設で行った磁気抵抗の測定結果から、この物質のフェル
ミ面は他のτ型有機伝導体と定性的によく似ていると考えられる結果を得たが、圧力によって基底状態が大き
く変化するという挙動はτ型伝導体では初めてであり、本研究で発見した、この変化の仕方は他の有機伝導体
でも類例のない現象であった。 
2）独特の非対称型骨格によってドナーのπ電子とアニオンの d 電子の相互作用（π-d 相互作用）の増大を
意図して合成された新規有機伝導体、(EDT-DSDTFVO)2FeCl4および(EDT-DSDTFVO)2GaCl4について電気抵抗の温度
依存性および磁場依存性を圧力下で測定し、いずれの塩も低温で金属-絶縁体転移を示すことがわかったが、d
電子を含む FeCl4塩と含まない GaCl4塩では、相転移温度の圧力依存性に大きな違いがあり、FeCl4塩では相転
移が圧力によって強く抑制されることを明らかにした。また、磁気抵抗の磁場依存性においても、前者の方が
後者に比較して約4倍の磁気抵抗効果が大きく、両者の結晶構造は同型であり、格子定数も近いことから、こ
れらの挙動の違いはFe原子上のd電子とドナーのπ電子との相互作用に由来すると考えられる。 
以上のように本論文で得られたこれらの結果は、有機伝導体の物性に関する基礎的なデータを確立し、また、
新しい物理の出発点となる知見を提供した。これらの成果は有機伝導体はもとより、広く強相関電子物性の物
理および化学の発展に寄与し、更なる発展を期待させるもので、博士（理学）の学位を授与するに値するもの
と審査した。 
 


Phase transitions and transport properties of conducting salts based on unsymmetrical organic donors, EDO-R, R-DMEDT-TTF and EDT-DSDTFVO

http://dlisv03.media.osaka-cu.ac.jp/infolib/user_contents/youshi/4828.pdf

Phase transitions and transport properties of conducting salts based on unsymmetrical organic donors, EDO-R, R-DMEDT-TTF and EDT-DSDTFVO

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