Technical Report of ISSP Ser. A: Number 2854

Abstract

New purely organic ferromagnets were synthesized based on stable charge-transfer complexes of 2-(p-N-methylpyridinium) 4,4,5,5-tetramethyl-imidazolin 1-oxyl(1(Me)(+)) /tetrafluoro tetracyanoquinodimethanide (TCNQF4(-)), (Me)(+)/hexacyanobutadienide (HCBD(-)) and 2-(p-N-(n-propyl)pyridinium) 4,4,5,5-tetramethylimidazolin 1-oxyl(1(Pr)(+)/TCNQF4(-). The elemental analyses showed a 1:1 composition of radical cation and radical anion for each charge-transfer complex. The crystal structure of each charge-transfer complex was analyzed using an X-ray diffractometry. The magnetic measurements were carried out using a superconducting quantum interference device magnetometer under the applied magnetic field of 500 G at the temperature of 2-300 K. The charge-transfer complexes exhibited a ferromagnetic phase transition between 0.4 and 0.55 K. The ac magnetic susceptibility was measured down to about 40 mK in a helium dilution refrigerator at the ac magnetic field of about 4 nT. The present charge-transfer complex-based organic ferromagnets are quite stable in air.

2-(p-N-メチルピリジウム)-4,4,5,5-テトラメチルイミダゾリン-1-オキシル(1(Me)(+))/テトラフルオロテトラシアノキノジメタナイド(TCNQF4(-))、1(Me)(+)/ヘキサシアノブタジェナイド(HCBD(-))および2-[p-N-(n-プロピル)ピリジニウム]-4,4,5,5-テトラメチルイミダゾリン-1-オキシル(1(Pr)(+))/TCNQF4(-)の安定な電荷移動錯体をベースにした新しい完全有機強磁性体を合成した。元素分析は各電荷移動錯体に対してラジカルカチオン対ラジカルアニオンが1:1の組成であることを示した。各電荷移動錯体の結晶構造はX線回折法を用いて解析した。磁気測定は温度2-300K、磁場500Gの下で超伝導量子干渉磁力計を用いて行った。この電荷移動錯体は0.4-0.55Kの間で強磁性相転移を示した。交流磁化率は約4nTの交流磁場でヘリウム希釈冷凍機において約40mKまで測定した。この電荷移動錯体ベースの有機強磁性体は空気中で完全に安定である。