中性単一分子金属の設計と開発


東大院理

小林昭子


Abstract

これまで筆者等が研究してきた有機分子性金属,超伝導体の分子設計は例外なく二つのプロセスに分解できる。つまり,分子を配列させ伝導バンドを形成するプロセスと,伝導体を形成している分子と他の化学種の間で電子の授受を行わせ伝導キャリアーを生成させるプロセスである。筆者等は中性単一分子金属実現するための,分子設計指針に基づき,拡張型TTFジチオレンNi錯体,Ni(tmdt)2(=trimethylenetetrathiafulvalenedithiolate)を合成した。Ni(tmdt)2の単結晶は室温での伝導度が400Scm-1で,0.6Kまで金属的な温度依存性を示した。結晶構造,バンド構造から中性単一分子金属が実現したことが,明らかとなった。

Molecular metals normally require charge transfer between two different chemical species. The design of a single component molecular metals is difficult because most molecules have an even number of electrons and their highest occupied molecular orbital (HOMO) is usually doubly occupied. We prepared crystals of neutral single-component molecule, [Ni(tmdt)2][tmdt2=(S6C9H6)2- = trimethylenetetrathiafulvalenedithiolate] and carried out crystal structure analyses and resistivity measurements. The analyses and measurements revealed that these single component molecular crystals are metallic from room temperature down to 0.6K. The compact molecular arrangements and tight-binding electronic band structure revealed that [Ni(tmdt)2] is a three-dimensional synthetic metal composed of planar molecules