分子軌道と電子ドープ型金属 - フタロシアニン化合物の電気伝導率のドーピング依存性との相関

6つの異なる電子ドープ金属フタロシアニン（MPC）化合物（ZNPC、CUPC、NIPC、COPC、FEPC、およびMNPC）の電子特性の比較研究を実施しました。ここでは、電子密度がカリウム干渉を意味して制御されます。これらのシステムの複雑さにもかかわらず、基礎となる分子軌道の性質は、材料の電気伝導率のドーピング依存性に観察可能な効果をもたらすことがわかります。追加された電子がリガンド（ZNPC、CUPC、およびNIPC）を中心とした軌道を占有すると予想されるすべてのMPCについて、導電率のドーピング依存性は本質的に同一の形状です。この形状は、電子が金属原子（COPC、FEPC、およびMNPC）を中心とした軌道にも添加されるMPC材料で観察されるものとは異なります。MPC化合物の巨視的な電子特性と構成分子の分子軌道の特性との間の観察された関係は、分子系の電子特性の調査のための化合物のモデルクラスとしてのアルカリドープ金属フタロシアニンの豊富さを明確に示しています。

We have performed a comparative study of the electronic properties of six different electron-doped metal-phthalocyanine (MPc) compounds (ZnPc, CuPc, NiPc, CoPc, FePc, and MnPc), in which the electron density is controlled by means of potassium intercalation. Despite the complexity of these systems, we find that the nature of the underlying molecular orbitals produces observable effects in the doping dependence of the electrical conductivity of the materials. For all the MPc's in which the added electrons are expected to occupy orbitals centered on the ligands (ZnPc, CuPc, and NiPc), the doping dependence of the conductivity has an essentially identical shape. This shape is different from that observed in MPc materials in which electrons are also added to orbitals centered on the metal atom (CoPc, FePc, and MnPc). The observed relation between the macroscopic electronic properties of the MPc compounds and the properties of the molecular orbitals of the constituent molecules clearly indicates the richness of the alkali-doped metal-phthalocyanines as a model class of compounds for the investigation of the electronic properties of molecular systems.