電荷移動錯体ナノ結晶における協同的光電子応答と構造相関

摘要

相転移温度の近傍にある分子集合系では、様々な外部刺激（温度や電場、磁場、圧力）に対して著しい応答が観測される。なかでも、銅—テトラシアノキノジメタン（Cu-TCNQ）錯体結晶は、バルク結晶の組成比がCu : TCNQ = 1:1 で分離積層構造を形成し、電場印加や光照射によって導電性が可逆的に変化するスイッチング挙動を示すことから、抵抗変化型メモリ材料として期待されている。このような抵抗スイッチングはCu-TCNQ錯体結晶の電荷移動量γ の変化に起因しており、電場印加や光照射によって、二つの抵抗状態、すなわちγ =1.0（高抵抗状態）からγ =0.59（低抵抗状態）へと転移することが知られている。一方、我々はナノ結晶化と化学ドーピングを同時に行う「還元共沈法」を考案することで組成比や電荷移動量γ を制御し、電荷移動錯体を不安定化する糸口を見出してきた。そこで本研究では、Cu-TCNQ 錯体をナノ結晶化するとともに、ドーピングにより電子状態を段階的に変調し、光・電場誘起相転移について、結晶サイズ・ドーピング密度との相関を明らかにすることで、協同的光電子応答系の創出と制御手法の開拓を目指した。