課題番号 ：S-18-MS-1003
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：単一分子性伝導体[M(dmdt)2] (M = Ni、Pd、Pt、Au)の合成および物性研究
Program Title (English)：Synthesis and physical properties of single-component molecular conductors [M(dmdt)2] (M = Ni、Pd、Pt、Au)
利用者名（日本語） ：周　彪
Username (English) ：Biao Zhou
所属名（日本語） ：日本大学文理学部化学科
Affiliation (English) ：Department of Chemistry, College of Humanities and Sciences, Nihon University

１．概要（Summary ）
単一分子性伝導体は配位子分子末端置換基の違いによって分子構造、物性が異なる事を予想される。例えば、tmdtの類似配位子であるdmdtを用いた単一分子性伝導体[Cu(dmdt)2]は、平面四配位構造を持つ[Cu(tmdt)2]と違って、Cuが四面体配位構造をとり、95 Kという高い温度において、磁性と伝導性がカップルした相転移をする事が判明した。本研究では、これまでの研究成果を発展させ、拡張TTF骨格を持つジチオレン配位子dmdtと異なる中心金属が形成する単一分子性錯体[M(dmdt)2] (M = Ni、Pd、Pt、Auなど)を合成し、それらの構造決定と物性測定を行い、新規な単一分子性伝導体の開発を目指している。

２．実験（Experimental）
分子科学研究所でのSQUID型磁化測定装置Quantum Design MPMS-7及びMPMS-XL7を用いて磁気特性の測定を行った。

３．結果と考察（Results and Discussion）
本年度はジチオレン配位子dmdtを用いて新たに[Pt(dmdt)2]の微小単結晶を得ることができた。[Pt(dmdt)2]では、[Pt(tmdt)2]と分子構造が似ているが、分子の配列が異なるため、結晶構造が異なっている。dmdt配位子末端の回転自由度を持つメチル基があり、結晶構造が制御していることを考えられる。[Pt(dmdt)2]の微小結晶を押し固めた試料の伝導度は室温で約150 S cm-1であり、温度依存性をほとんど示さない、10 Kでも約120 S cm-1僅かに減少し、高い伝導度を示した。磁化率は室温で1.2 x 10-4 emu·mol-1であり、伝導電子のパウリ常磁性的な振る舞いが見られているが、温度の低下とともに、急激に減少し、120 K以下でほとんど消失した。これまで非磁性状態で高い伝導度を示す分子性伝導体では観測された例がなく、低温物性に非常に興味が持たれる。第一原理DFTに基づくバンド構造計算より、フェルミエネルギー付近にディラックコーン（下図）が存在することを明らかにした。[Pt(dmdt)2]は初の常圧分子性ディラック電子系であるのではないかと考えている。

[Pt(dmdt)2]のバンド分散図とディラックコーン

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
1. B. Zhou, S. Ishibashi, T. Ishii, T. Sekine, R. Takehara, K. Miyagawa, K. Kanoda, E. Nishibori, A. Kobayashi, Chem. Commun., 55, 3327 (2019).
2. T. Asaji, Y. Ito, H. Fujimori, B. Zhou, J. Phys. Chem. C, 123, 4291 (2019).
3. 中島良太, 周　彪, 日本化学会第99春季年会, 平成31年3月17日

６．関連特許（Patent）
なし