JP4930685B2 - One-dimensional Mott insulator, one-dimensional Mott insulator thin film and manufacturing method thereof - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

本発明は、大きな三次の非線形光学定数を有し、薄膜化が可能な一次元モット絶縁体とこれを用いた一次元モット絶縁体薄膜及びそれらの製造方法に関する。   The present invention relates to a one-dimensional Mott insulator that has a large third-order nonlinear optical constant and can be thinned, a one-dimensional Mott insulator thin film using the same, and a method of manufacturing the same.

非線形光学効果は、原子核に弱く結合された価電子が光電界に応じて変位することによって生ずることから、非線形光学効果の応答速度は光周波数に追随できる程度に超高速である。また、非線形光学効果によって物質の屈折率が変化するので、非線形光学物質に非線形光学効果を生起するエネルギーの光を照射すれば、物質の屈折率を超高速に変化させることができる。   Since the nonlinear optical effect is caused by displacement of valence electrons weakly bonded to the nucleus in response to the optical electric field, the response speed of the nonlinear optical effect is extremely high enough to follow the optical frequency. Further, since the refractive index of the substance changes due to the nonlinear optical effect, the refractive index of the substance can be changed at an extremely high speed by irradiating the nonlinear optical substance with light having an energy that causes the nonlinear optical effect.

非線形光学効果を有する材料は、光で光を制御するデバイス、すなわち、全光型デバイスへの応用が嘱望されている。例えば、情報通信の高速化需要に伴い光情報通信が普及しつつあるが、現状では、信号及び信号の伝送路が光化されているに止まっている。さらなる高速化のためには、信号経路の交換動作も光交換動作とする必要がある。例えば、非線形光学材料で形成した光導波路から成る光方向性結合器の光結合部に、非線形光学効果を生起するエネルギーの光を照射すれば、光結合部の光導波路の屈折率を超高速に変化させることができるので、光信号が伝搬する光導波路を超高速に切り替えることができ、超高速な交換動作を実現することができる。   A material having a nonlinear optical effect is expected to be applied to a device that controls light with light, that is, an all-optical device. For example, optical information communication is becoming widespread with the demand for higher speed of information communication, but at present, signals and signal transmission paths are only opticalized. In order to further increase the speed, the signal path switching operation needs to be an optical switching operation. For example, if the optical coupling part of an optical directional coupler composed of an optical waveguide made of a nonlinear optical material is irradiated with light having energy that causes a nonlinear optical effect, the refractive index of the optical waveguide of the optical coupling part can be made extremely high. Since it can be changed, the optical waveguide through which the optical signal propagates can be switched at an ultra-high speed, and an ultra-fast switching operation can be realized.

このため、従来から、大きな非線形光学効果を有する材料の探索が行われてきたが、中でも、電子とホールを一次元空間に閉じ込めることによる量子効果により、三次の非線形光学効果が大きくなることが理論的に予測されてからは、電子とホールを一次元空間に閉じ込めた電子構造を有する物質の三次の非線形光学効果の探索が行われてきた。
そのような物質として、シリコンポリマー・バンド絶縁体や、π共役系ポリマー・パイエルス（Ｐｅｉｅｒｌｓ）絶縁体が注目されてきた。 For this reason, materials that have a large nonlinear optical effect have been searched for, but the third-order nonlinear optical effect is increased by the quantum effect by confining electrons and holes in a one-dimensional space. Since the prediction, a third-order nonlinear optical effect of a substance having an electronic structure in which electrons and holes are confined in a one-dimensional space has been searched.
As such materials, silicon polymer band insulators and π-conjugated polymer Peierls insulators have attracted attention.

このような状況の中で、本発明者らは、電子とホールを一次元空間に閉じ込めた構造を有する他の物質として一次元モット絶縁体を提案し、実際に、ハロゲン架橋〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｘ〕Ｙ2 （ただし、ｃｈｘｎはシクロヘキサンジアミン、Ｘはハロゲン化物イオン、Ｙはハロゲン化物イオン又は硝酸イオン）からなる一次元モット絶縁体が、１０-8〜１０-5ｅｓｕの大きさの三次の非線形光学定数を有することを見いだした。この三次の非線形光学定数は、シリコンポリマー・バンド絶縁体やπ共役系ポリマー・パイエルス絶縁体の三次の非線形光学定数１０-12 〜１０-7ｅｓｕに較べて極めてきい（非特許文献１〜３参照）。 Under such circumstances, the present inventors have proposed a one-dimensional Mott insulator as another substance having a structure in which electrons and holes are confined in a one-dimensional space, and actually, a halogen bridge [Ni (chxn) 2 X] Y 2 (where chxn is cyclohexanediamine, X is a halide ion, and Y is a halide ion or nitrate ion) is a three-dimensional Mott insulator having a size of 10 −8 to 10 −5 esu. It was found to have a nonlinear optical constant of This third-order nonlinear optical constant is extremely higher than the third-order nonlinear optical constants 10 −12 to 10 −7 esu of silicon polymer band insulators and π-conjugated polymer / Peierls insulators (see Non-Patent Documents 1 to 3). ).

図３は、ハロゲン架橋〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｘ〕Ｙ2 の主要な構造を示す図である。図に示すように、Ｎｉ3+イオンとＸ- イオンとが交互に結晶ｂ軸に沿って配置され、２つのｃｈｘｎ（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｉａｍｉｎｅ）のアミノ基の４つのＮ原子がＮｉ3+イオンと結合し、この２つのｃｈｘｎ配位子が結晶ｂ軸に垂直な面内でＮｉ3+イオンに配位した、ＮｉとＸから成る一次元鎖構造を有し、Ｎｉ3+イオンのｄ軌道とＸ- イオンのｐ軌道とが混成した一次元電子構造を有している。また、この物質は強相関電子系物質に属し、格子点のＮｉ間の大きなクーロン斥力によって、ハバード・バンド（Ｈｕｂｂａｒｄ・ｂａｎｄ）が上下に分割されて形成されるバンドギャップを有し、バンドギャップ内にＸ- イオンのｐ軌道準位が存在するエネルギー構造を有している。上部ハバード・バンドとｐ軌道準位とのエネルギー差に相当するエネルギーの光を照射すると、Ｘ- イオンのｐ軌道準位からＮｉ3+イオンの上部ハバード・バンドへ電子が励起される電荷移動（Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）が強く起こり、大きな三次の非線形光学効果が生じる。またハロゲン架橋〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｘ〕Ｙ2 の三次の非線形光学定数の大きさは、十分、上記全光型デバイスの応用に供することができる大きさである。
Ｈ．Ｋｉｓｈｉｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ ４０５，９２９（２０００） Ｍ．Ｏｎｏ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｂ ７０，８５１０１（２００４） Ｍ．Ｏｎｏ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ ９５，８７４０１（２００５） ＭＡＮＳＯＯＰＲ ＳＨＥＩＫ−ＢＡＨＡＥ ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＶＯＬ．２６，ＮＯ．４，ＡＰＲＩＬ，７６０（１９９０） FIG. 3 is a diagram showing the main structure of the halogen bridge [Ni (chxn) 2 X] Y 2 . As shown in the figure, Ni 3+ ions and X − ions are alternately arranged along the crystal b-axis, and four N atoms of two chxn (cyclohexaneamine) amino groups are bonded to Ni 3+ ions, the two chxn ligand is coordinated to Ni 3+ ions in a plane perpendicular to the crystal b-axis, having a one-dimensional chain structure consisting of Ni and X, d orbitals of the Ni 3+ ions and X - ions It has a one-dimensional electronic structure hybridized with the p orbital. This material belongs to a strongly correlated electron system material, and has a band gap formed by dividing a Hubbard band vertically by a large Coulomb repulsive force between Ni at lattice points. Have an energy structure in which the p orbital level of the X − ion exists. Charge transfer in which electrons are excited from the p orbital level of the X − ion to the upper Hubbard band of the Ni 3+ ion when irradiated with light corresponding to the energy difference between the upper Hubbard band and the p orbital level ( Charge Transfer) occurs strongly, and a large third-order nonlinear optical effect occurs. Further, the magnitude of the third-order nonlinear optical constant of the halogen bridge [Ni (chxn) 2 X] Y 2 is sufficiently large for use in the application of the all-optical device.
H. Kishida et al. , Nature 405, 929 (2000) M.M. Ono et al. , Physical Review B 70, 85101 (2004) M.M. Ono et al. , Physical Review Letters 95, 87401 (2005). MANSOOPR SHEIK-BAHAE et al. , IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, VOL. 26, NO. 4, APRIL, 760 (1990)

ところで、三次の非線形光学定数を有する物質を光デバイスに応用する場合、例えば、上記光交換機に応用する場合には、この物質の薄膜からなる光導波路を形成することが、装置を小型化する上で好ましい。しかしながら、ハロゲン架橋〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｘ〕Ｙ2 は、真空蒸着法により薄膜化しようとすると分子量が大きすぎて昇華できず、溶媒に分散させることができず、水にしか溶けない。しかも、水に溶かした場合は一次元鎖が切断されて、三次の非線形光学効果を失ってしまうので、スピンコート法によっても薄膜化できないという課題があった。 By the way, when a material having a third-order nonlinear optical constant is applied to an optical device, for example, when applied to the above-described optical switch, forming an optical waveguide made of a thin film of this material can reduce the size of the apparatus. Is preferable. However, the halogen bridge [Ni (chxn) 2 X] Y 2 has a molecular weight that is too large to be sublimated when attempting to make a thin film by a vacuum deposition method, cannot be dispersed in a solvent, and is soluble only in water. In addition, when dissolved in water, the one-dimensional chain is cut and the third-order nonlinear optical effect is lost, so that there is a problem that it cannot be thinned even by a spin coating method.

本発明は上記課題に鑑み、大きな三次の非線形光学定数を有し、且つ、薄膜化できる新たな一次元モット絶縁体、この一次元モット絶縁体を用いた一次元モット絶縁体薄膜、この一次元モット絶縁体の製造方法、さらにこの一次元モット絶縁体を用いた一次元モット絶縁体薄膜の製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention has a new one-dimensional Mott insulator that has a large third-order nonlinear optical constant and can be thinned, a one-dimensional Mott insulator thin film using the one-dimensional Mott insulator, and the one-dimensional It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a Mott insulator and a method for manufacturing a one-dimensional Mott insulator thin film using the one-dimensional Mott insulator.

上記目的を達成するために本発明の一次元モット絶縁体は、化学組成式が、
〔Ｎｉ（Ｌ2）Ｘ〕Ｘ 2、ただし、Ｌは１，２−ジアミノアルカン、Ｘはハロゲン化物イオン、
で表され、Ｎｉ3+イオンとＸ-イオンとが交互に結晶ｂ軸に沿って配置され、２つのＬが、この２つのＬのアミノ基の４つのＮ原子を介してＮｉ3+イオンと結合し、且つ、結晶ｂ軸に垂直な面内でＮｉ3+イオンに配位した、ＮｉとＸから成る一次元鎖構造を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the one-dimensional Mott insulator of the present invention has a chemical composition formula:
[Ni (L 2 ) X] X 2 , where L is 1,2-diaminoalkane, X is a halide ion,
Ni 3+ ions and X − ions are alternately arranged along the crystal b-axis, and two L are bonded to Ni 3+ ions via four N atoms of the two L amino groups. It is characterized by having a one-dimensional chain structure composed of Ni and X that is bonded and coordinated to Ni 3+ ions in a plane perpendicular to the crystal b-axis.

また、１，２−ジアミノアルカンは、１，２−ジアミノヘキサデカン（１，２−ｄｉａｍｉｎｏｈｅｘａｄｅｃａｎｅ）、１，２−ジアミノデカン（１，２−ｄｉａｍｉｎｏｄｅｃａｎｅ）、１，２−ジアミノウンデカン（１，２−ｄｉａｍｉｎｏｕｎｄｅｃａｎｅ）、１，２−ジアミノドデカン（１，２−ｄｉａｍｉｎｏｄｏｄｅｃａｎｅ）、１，２−ジアミノトリデカン（１，２−ｄｉａｍｉｎｏｔｒｉｄｅｃａｎｅ）、１，２−ジアミノテトラデカン（１，２−ｄｉａｍｉｎｏｔｅｔｒａｄｅｃａｎｅ）、又は１，２−ジアミノペンタデカン（１，２−ｄｉａｍｉｎｏｐｅｎｔａｄｅｃａｎｅ）であれば好ましい。また、上記１，２−ジアミノアルカンのそれぞれによって形成される、本発明の一次元モット絶縁体の学術名称は、ビス−１，２−ジアミノヘキサデカンブロモニッケル（ＩＩＩ）ブロミド（ｂｉｓ−１，２−ｄｉａｍｉｎｏｈｅｘａｄｅｃａｎｅｂｒｏｍｏｎｉｃｋｅｌ（ＩＩＩ）ｂｒｏｍｉｄｅ）、ビス−１，２−ジアミノデカンブロモニッケル（ＩＩＩ）ブロミド（ｂｉｓ−１，２−ｄｉａｍｉｎｏｄｅｃａｎｅｂｒｏｍｏｎｉｃｋｅｌ（ＩＩＩ）ｂｒｏｍｉｄｅ）、ビス−１，２−ジアミノウンデカンブロモニッケル（ＩＩＩ）ブロミド（ｂｉｓ−１，２−ｄｉａｍｉｎｏｕｎｄｅｃａｎｅｂｒｏｍｏｎｉｃｋｅｌ（ＩＩＩ）ｂｒｏｍｉｄｅ）、ビス−１，２−ジアミノドデカンブロモニッケル（ＩＩＩ）ブロミド（ｂｉｓ−１，２−ｄｉａｍｉｎｏｄｏｄｅｃａｎｅｂｒｏｍｏｎｉｃｋｅｌ（ＩＩＩ）ｂｒｏｍｉｄｅ）、ビス−１，２−ジアミノトリデカンブロモニッケル（ＩＩＩ）ブロミド（ｂｉｓ−１，２−ｄｉａｍｉｎｏｔｒｉｄｅｃａｎｅｂｒｏｍｏｎｉｃｋｅｌ（ＩＩＩ）ｂｒｏｍｉｄｅ）、ビス−１，２−ジアミノテトラデカンブロモニッケル（ＩＩＩ）ブロミド（ｂｉｓ−１，２−ｄｉａｍｉｎｏｔｅｔｒａｄｅｃａｎｅｂｒｏｍｏｎｉｃｋｅｌ（ＩＩＩ）ｂｒｏｍｉｄｅ）、及び、ビス−１，２−ジアミノペンタデカンブロモニッケル（ＩＩＩ）ブロミド（ｂｉｓ−１，２−ｄｉａｍｉｎｏｐｅｎｔａｄｅｃａｎｅｂｒｏｍｏｎｉｃｋｅｌ（ＩＩＩ）ｂｒｏｍｉｄｅ）である。   In addition, 1,2-diaminoalkane includes 1,2-diaminohexadecane, 1,2-diaminodecane, and 1,2-diaminoundecane. ), 1,2-diaminododecane, 1,2-diaminotridecane, 1,2-diaminotetradecane, or 1,2- Diaminopentadecane (1,2-diaminopentadecane) is preferable. The scientific name of the one-dimensional Mott insulator of the present invention formed by each of the above 1,2-diaminoalkanes is bis-1,2-diaminohexadecane bromonickel (III) bromide (bis-1,2- diaminohexadecane bromonickel (III) bromide), bis-1,2-diaminodecane bromonickel (III) bromide (bis-1,2-diaminodecane bromonickel (III) bromide), bis-1,2-diaminoundecane bromonickel (III) bromide ( bis-1,2-diaminooundecanomickel (III) bromide), bis-1,2-diaminododecane bromonickel (III) bromide (bis-1,2) diaminododecane bromonickel (III) bromide), bis-1,2-diaminotridecane bromonickel (III) bromide (bis-1,2-diaminotridecane bromonickel (III) bromide), bis-1,2-diaminotetradecane bromonickel (III) bromide (Bis-1,2-diaminotetradecane kinetic nickel (III) bromide) and bis-1,2-diaminopentadecane bromonickel (III) bromide (bis-1,2-diaminopentadecane kinetic nickel (III) bromide).

また、Ｘは、Ｂｒ又はＣｌであれば好ましい。
 X is preferably Br or Cl.

上記構成の一次元モット絶縁体は、従来のハロゲン架橋〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｘ〕Ｙ2 一次元モット絶縁体と同等の大きさの三次の非線形光学定数を有し、且つ、薄膜化できる物質である。 The one-dimensional Mott insulator having the above structure has a third-order nonlinear optical constant having the same size as that of the conventional halogen-bridged [Ni (chxn) 2 X] Y 2 one-dimensional Mott insulator, and can be thinned It is.

本発明の一次元モット絶縁体薄膜は、上記の一次元モット絶縁体とポリマーとから成ることを特徴とする。
ポリマーはポリメタクリル酸メチル（ｐｏｌｙ−ｍｅｔｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリ塩化ビニル（ｐｏｌｙ−ｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、又はポリフェニレンビニレン（ｐｏｌｙ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ）であれば好ましい。 The one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned one-dimensional Mott insulator and a polymer.
The polymer is preferably poly-methyl methacrylate, poly-vinyl chloride, or poly-phenylene vinylene.

上記本発明の一次元モット絶縁体の製造方法は、ＮｉＸ2 （ただし、Ｘはハロゲン化物イオン）粉末と１，２−ジアミノアルカンの粉末とをアルコールに溶かし、この溶液を室温で放置してアルコールを蒸発させることにより、ＮｉII（ビス−１，２−ジアミノアルカン）2 Ｘ2 からなる微結晶を沈殿させる工程と、この微結晶をアルコールに分散させた縣濁液に、上記Ｘから成るガスを吹き込んで、〔ＮｉIII （ビス−１，２−ジアミノアルカン）2 Ｘ〕Ｘ2 からなる微結晶を沈殿させる工程と、この微結晶を濾過して取り出す工程とから成ることを特徴とする。
Ｘは、Ｂｒ又はＣｌであれば好ましい。１，２−ジアミノアルカンは、１，２−ジアミノヘキサデカン、１，２−ジアミノデカン、１，２−ジアミノウンデカン、１，２−ジアミノドデカン、１，２−ジアミノトリデカン、１，２−ジアミノテトラデカン又は１，２−ジアミノペンタデカンであれば好ましい。 The method for producing a one-dimensional Mott insulator according to the present invention comprises dissolving NiX 2 (where X is a halide ion) powder and 1,2-diaminoalkane powder in alcohol, and allowing the solution to stand at room temperature. Is vaporized to precipitate microcrystals composed of Ni II (bis-1,2-diaminoalkane) 2 X 2, and a gas composed of X is suspended in a suspension in which the microcrystals are dispersed in alcohol. And a step of precipitating fine crystals of [Ni III (bis-1,2-diaminoalkane) 2 X] X 2 and a step of filtering out the fine crystals.
X is preferably Br or Cl. 1,2-diaminoalkane includes 1,2-diaminohexadecane, 1,2-diaminodecane, 1,2-diaminoundecane, 1,2-diaminododecane, 1,2-diaminotridecane, 1,2-diaminotetradecane Alternatively, 1,2-diaminopentadecane is preferable.

また、本発明の一次元モット絶縁体薄膜の製造方法は、上記本発明の一次元モット絶縁体の粉末とポリマーと溶媒とを混合する工程と、この混合液をスピンコートする工程とからなることを特徴とする。
ポリマーは、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル又はポリフェニレンビニレンであれば好ましい。
溶媒は、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）、ブロモホルム（ｂｒｏｍｏｆｏｒｍ）、ジクロロメタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）又はトルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）であれば好ましい。
一次元モット絶縁体の粉末とポリマーとの重量混合比は、一次元モット絶縁体を１として、ポリマーは１〜２０の範囲であれば好ましい。 The method for producing a one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention comprises a step of mixing the powder of the one-dimensional Mott insulator of the present invention, a polymer and a solvent, and a step of spin-coating the mixed solution. It is characterized by.
The polymer is preferably polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride or polyphenylene vinylene.
The solvent is preferably chloroform, bromoform, dichloromethane, or toluene.
The weight mixing ratio of the one-dimensional Mott insulator powder to the polymer is preferably in the range of 1 to 20, where the one-dimensional Mott insulator is 1, and the polymer is in the range of 1-20.

本発明の一次元モット絶縁体は、極めて大きな三次の非線形光学効果を有するので、全光型デバイス用材料として使用することができる。本発明の一次元モット絶縁体薄膜は、極めて大きな三次の非線形光学効果を有する薄膜であるので、小型の全光型デバイス用材料として使用できる。本発明の一次元モット絶縁体の製造方法によれば、本発明の一次元モット絶縁体を製造することができる。本発明の一次元モット絶縁体薄膜の製造方法によれば、本発明の一次元モット絶縁体薄膜を製造することができる。   Since the one-dimensional Mott insulator of the present invention has a very large third-order nonlinear optical effect, it can be used as an all-optical device material. Since the one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention is a thin film having a very large third-order nonlinear optical effect, it can be used as a material for a small all-optical device. According to the method for manufacturing a one-dimensional Mott insulator of the present invention, the one-dimensional Mott insulator of the present invention can be manufactured. According to the method for producing a one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention, the one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention can be produced.

以下、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
初めに、本発明の一次元モット絶縁体の構成を説明する。
図１は、本発明の一次元モット絶縁体の一次元鎖部分及び配位子部分を模式的に示す図である。大きな○はＮｉ3+イオン、斜線を施した○はＸ- イオン（ハロゲンイオン）、中位の大きさの○はＮ原子、小さな○はＣ原子を表す。Ｃ原子及びＮ原子に結合しているＨ原子は図を見やすくするため省略している。
本発明の一次元モット絶縁体は、図３に示した、〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｘ〕Ｙ2 一次元モット絶縁体と較べて、Ｎｉ3+イオンの配位子ｃｈｘｎが、１，２−ジアミノアルカンに置換されていることのみが異なるので、図１においては、一次元鎖及び配位子部分のみを示している。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.
First, the configuration of the one-dimensional Mott insulator of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a one-dimensional chain portion and a ligand portion of the one-dimensional Mott insulator of the present invention. Large circles represent Ni 3+ ions, hatched circles represent X − ions (halogen ions), medium-sized circles represent N atoms, and small circles represent C atoms. H atoms bonded to C atoms and N atoms are omitted for easy understanding of the figure.
Compared with the [Ni (chxn) 2 X] Y 2 one-dimensional Mott insulator shown in FIG. 3, the one-dimensional Mott insulator of the present invention has a Ni 3+ ion ligand chxn of 1,2- Since only the substitution with diaminoalkane is different, only the one-dimensional chain and the ligand portion are shown in FIG.

図１において、本発明の一次元モット絶縁体１は、Ｎｉ3+イオンとＸ- イオンとが交互に結晶ｂ軸に沿って配置された一次元鎖構造を有し、ジアミノアルカンから成る配位子２が、各々のＮｉ3+イオンに２つ配位した構造を有しており、また、２つのジアミノアルカンから成る配位子２は、結晶ｂ軸に垂直な面内で配位している。なお、図ではジアミノアルカンから成る配位子２のアルキル鎖４の長手方向が結晶ａ軸方向に配向している場合を示しているが、これに限らず、結晶ｃ軸方向に配向する場合もある。
図１では、ジアミノアルカン２が１，２−ジアミノヘキサデカンである場合を例示しているが、ジアミノアルカン２は炭素数が異なる他のジアミノアルカン、すなわち、１，２−ジアミノデカン、１，２−ジアミノウンデカン、１，２−ジアミノドデカン、１，２−ジアミノトリデカン、１，２−ジアミノテトラデカン、又は、１，２−ジアミノペンタデカンであっても良い。
また、Ｘは、Ｂｒ又はＣｌであれば、結晶性が良くなり好ましい。 In FIG. 1, a one-dimensional Mott insulator 1 of the present invention has a one-dimensional chain structure in which Ni 3+ ions and X − ions are alternately arranged along the crystal b-axis, and is a coordination composed of a diaminoalkane. The child 2 has a structure in which two Ni 3+ ions are coordinated, and the ligand 2 composed of two diaminoalkanes is coordinated in a plane perpendicular to the crystal b-axis. Yes. Although the figure shows the case where the longitudinal direction of the alkyl chain 4 of the ligand 2 made of diaminoalkane is oriented in the crystal a-axis direction, the present invention is not limited to this, and the case may be oriented in the crystal c-axis direction. is there.
Although FIG. 1 illustrates the case where the diaminoalkane 2 is 1,2-diaminohexadecane, the diaminoalkane 2 is another diaminoalkane having a different carbon number, that is, 1,2-diaminodecane, 1,2- Diaminoundecane, 1,2-diaminododecane, 1,2-diaminotridecane, 1,2-diaminotetradecane, or 1,2-diaminopentadecane may be used.
Further, X is preferably Br or Cl, since the crystallinity is improved.

この構成によれば、Ｎｉ3+イオンのｄ軌道とＸ- イオンのｐ軌道とが混成した一次元電子構造３が形成され、強相関電子相互作用による、Ｎｉ間の大きなクーロン斥力によって、ハバード・バンドが上部ハバード・バンドと下部ハバード・バンドに分裂してバンドギャップが形成され、バンドギャップ内にＸ- イオンのｐ軌道準位が存在するエネルギー構造が形成される。上部ハバード・バンドとこのｐ軌道準位とのエネルギー差に相当するエネルギーの光を照射すると、Ｘ- イオンのｐ軌道準位からＮｉ3+イオンの上部ハバード・バンドへ電子が励起される電荷移動遷移が強く起こり、大きな三次の非線形光学効果が生じる。
さらに、ジアミノアルカンからなる配位子２のアルキル鎖４によって、一次元モット絶縁体１を溶媒に均一に分散させことができ、且つ、この分散によって、一次元モット絶縁体１の一次元鎖構造が破壊されることがない。従って、一次元モット絶縁体１からなる、大きな三次の非線形光学効果を有する薄膜を形成することができる。 According to this configuration, the one-dimensional electronic structure 3 in which the d orbitals of Ni 3+ ions and the p orbitals of X − ions are mixed is formed, and Hubbard · The band splits into an upper Hubbard band and a lower Hubbard band to form a band gap, and an energy structure is formed in which the p orbital level of the X − ion exists in the band gap. Charge transfer in which electrons are excited from the p orbital level of the X − ion to the upper Hubbard band of the Ni 3+ ion when irradiated with light having an energy equivalent to the energy difference between the upper Hubbard band and the p orbital level. Transitions occur strongly and large third-order nonlinear optical effects occur.
Furthermore, the one-dimensional Mott insulator 1 can be uniformly dispersed in the solvent by the alkyl chain 4 of the ligand 2 made of diaminoalkane, and the one-dimensional chain structure of the one-dimensional Mott insulator 1 can be dispersed by this dispersion. Will not be destroyed. Therefore, it is possible to form a thin film made of the one-dimensional Mott insulator 1 and having a large third-order nonlinear optical effect.

次に、上記本発明の一次元モット絶縁体とポリマーとから成る本発明の一次元モット絶縁体薄膜を説明する。
本発明の一次元モット絶縁体薄膜は、図１に示した一次元モット絶縁体１をポリマー中に分散させた薄膜である。
従来の〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｘ〕Ｙ2 は、水にしか溶けず、水に溶かした場合は一次元鎖が切断されてしまうので、三次の非線形光学効果が失われてしまい、スピンコート法によっても薄膜化できないものであったが、上記に説明したように、本発明の一次元モット絶縁体の配位子のアルキル鎖が、本発明の一次元モット絶縁体を溶媒中に分散させる効果を有し、また、分散させても一次元鎖が切断されないので、ポリマー中に一次元モット絶縁体を分散した、大きな三次の非線形光学効果を有する薄膜が得られる。
ポリマーは、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル又はポリフェニレンビニレンであればよい。 Next, the one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention composed of the one-dimensional Mott insulator of the present invention and a polymer will be described.
The one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention is a thin film in which the one-dimensional Mott insulator 1 shown in FIG. 1 is dispersed in a polymer.
Conventional [Ni (chxn) 2 X] Y 2 is soluble only in water, and when it is dissolved in water, the one-dimensional chain is cleaved. However, as described above, the alkyl chain of the ligand of the one-dimensional Mott insulator of the present invention has an effect of dispersing the one-dimensional Mott insulator of the present invention in a solvent. In addition, since the one-dimensional chain is not cut even when dispersed, a thin film having a large third-order nonlinear optical effect in which the one-dimensional Mott insulator is dispersed in the polymer can be obtained.
The polymer may be polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, or polyphenylene vinylene.

次に、本発明の一次元モット絶縁体の製造方法を説明する。
本発明の一次元モット絶縁体の製造方法は、ＮｉＸ2 （ただし、Ｘはハロゲン化物イオン）粉末と１，２−ジアミノアルカンの粉末とをアルコールに溶かし、この溶液を空気中、室温で放置してアルコールを蒸発させることにより、ＮｉII（ビス−１，２−ジアミノアルカン）2 Ｘ2 からなる微結晶を沈殿させる工程と、この微結晶をアルコールに分散させた縣濁液に、上記Ｘから成るガスを吹き込んで、〔ＮｉIII （ビス−１，２−ジアミノアルカン）2 Ｘ〕Ｘ2 からなる微結晶を沈殿させる工程と、この微結晶を濾過して取り出す工程とから成る。
Ｘは、Ｂｒ又はＣｌであれば好ましく、また、１，２−ジアミノアルカンは、１，２−ジアミノヘキサデカン、１，２−ジアミノデカン、１，２−ジアミノウンデカン、１，２−ジアミノドデカン、１，２−ジアミノトリデカン、１，２−ジアミノテトラデカン、又は、１，２−ジアミノペンタデカンであっても良い。アルコールは、メタノール又はエチルアルコールであれば好ましい。
ＮｉＸ2 と１，２−ジアミノアルカンの混合比は、モル比で約１：２となるように混合するのが好ましく、また、アルコールは、ＮｉＸ2 と１，２−ジアミノアルカンが完全に溶けて溶液となる量を適宜混合すればよい。
この方法によれば、μｍオーダーの大きさの、本発明の一次元モット絶縁体である〔ＮｉIII （ビス−１，２−ジアミノアルカン）2 Ｘ〕Ｘ2 微結晶が得られる。なお、この微結晶は単結晶である。 Next, the manufacturing method of the one-dimensional Mott insulator of this invention is demonstrated.
The method for producing a one-dimensional Mott insulator according to the present invention comprises dissolving NiX 2 (where X is a halide ion) powder and 1,2-diaminoalkane powder in alcohol, and allowing the solution to stand in air at room temperature. And evaporating the alcohol to precipitate microcrystals of Ni II (bis-1,2-diaminoalkane) 2 X 2, and the suspension obtained by dispersing the microcrystals in alcohol from the above X. And a step of precipitating microcrystals composed of [Ni III (bis-1,2-diaminoalkane) 2 X] X 2 and a step of filtering out the microcrystals.
X is preferably Br or Cl, and 1,2-diaminoalkane is preferably 1,2-diaminohexadecane, 1,2-diaminodecane, 1,2-diaminoundecane, 1,2-diaminododecane, , 2-diaminotridecane, 1,2-diaminotetradecane, or 1,2-diaminopentadecane. The alcohol is preferably methanol or ethyl alcohol.
The mixing ratio of NiX 2 and 1,2-diaminoalkane is preferably mixed so that the molar ratio is about 1: 2, and the alcohol is completely dissolved in NiX 2 and 1,2-diaminoalkane. What is necessary is just to mix the quantity used as a solution suitably.
According to this method, [Ni III (bis-1,2-diaminoalkane) 2 X] X 2 crystallites, which is a one-dimensional Mott insulator of the present invention, having a size on the order of μm can be obtained. This microcrystal is a single crystal.

次に、本発明の一次元モット絶縁体とポリマーとからなる本発明の一次元モット絶縁体薄膜の製造方法を説明する。
本発明の一次元モット絶縁体薄膜の製造方法は、上記本発明の一次元モット絶縁体の粉末とポリマーと溶媒とを混合する工程と、この混合液をスピンコートする工程とからなる。ポリマーは、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル又はポリフェニレンビニレンであれば好ましい。溶媒は、クロロホルム、ブロモホルム、ジクロロメタン又はトルエンであれば良い。
一次元モット絶縁体の粉末とポリマーとの重量混合比は、一次元モット絶縁体を１として、ポリマーは１〜２０の範囲であれば好ましく、１未満であると均一に分散しなくなり、２０を越えると三次の非線形光学定数が小さくなる。また、溶媒は、一次元モット絶縁体とポリマーとが均一に分散する量を適宜加えればよい。 Next, the manufacturing method of the one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention comprising the one-dimensional Mott insulator of the present invention and a polymer will be described.
The method for producing a one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention comprises a step of mixing the powder of the one-dimensional Mott insulator of the present invention, a polymer and a solvent, and a step of spin coating the mixed solution. The polymer is preferably polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride or polyphenylene vinylene. The solvent may be chloroform, bromoform, dichloromethane or toluene.
The weight mixing ratio between the one-dimensional Mott insulator powder and the polymer is preferably in the range of 1 to 20, where the one-dimensional Mott insulator is 1, and if it is less than 1, it will not be uniformly dispersed. Beyond that, the third-order nonlinear optical constant decreases. In addition, the solvent may be added as appropriate so that the one-dimensional Mott insulator and the polymer are uniformly dispersed.

本発明の一次元モット絶縁体の実施例を説明する。
市販のＮｉＢｒ2 ・３Ｈ2 Ｏ粉末（０．５４５ｇ、２ミリモルに相当）と、１，２−ジアミノヘキサデカン粉末（１．０２６ｇ、４ミリモルに相当）と、メチルアルコール（３０ミリリットル）とを加えて溶液を作製した。この溶液を空気中、室温で数日間放置してメチルアルコールを蒸発させ、ＮｉII（ビス−１，２−ジアミノヘキサデカン）2 Ｂｒ2 からなる微結晶を沈殿させた。
次に、ＮｉII（ビス−１，２−ジアミノヘキサデカン）2 Ｂｒ2 からなる微結晶（０．０７３ｇ、０．１ミリモルに相当）をエチルアルコール（４ミリリットル）に入れて縣濁液とし、この縣濁液中にＢｒ2 ガスを吹き込み、〔ＮｉIII （ビス−１，２−ジアミノヘキサデカン）2 Ｂｒ〕Ｂｒ2 からなる微結晶を沈殿させた。
次に、フィルターを用いて濾過し、〔ＮｉIII （ビス−１，２−ジアミノヘキサデカン）2 Ｂｒ〕Ｂｒ2 からなる微結晶を得た。この微結晶は粒径がμｍオーダーの単結晶であった。 Examples of the one-dimensional Mott insulator of the present invention will be described.
Commercially available NiBr 2 .3H 2 O powder (0.545 g, equivalent to 2 mmol), 1,2-diaminohexadecane powder (1.026 g, equivalent to 4 mmol), and methyl alcohol (30 ml) were added. A solution was made. This solution was allowed to stand in the air at room temperature for several days to evaporate methyl alcohol and precipitate microcrystals composed of Ni II (bis-1,2-diaminohexadecane) 2 Br 2 .
Next, Ni II (bis-1,2-diaminohexadecane) 2 Br 2 microcrystals (0.073 g, corresponding to 0.1 mmol) were put into ethyl alcohol (4 ml) to form a suspension. Br 2 gas was blown into the suspension to precipitate microcrystals composed of [Ni III (bis-1,2-diaminohexadecane) 2 Br] Br 2 .
Then filtered using a filter to obtain a microcrystalline consisting [Ni III (bis-1,2-diamino-hexadecane) 2 Br] Br 2. The microcrystal was a single crystal having a particle size of the order of μm.

次に、本発明の一次元モット絶縁体とポリマーとからなる本発明の一次元モット絶縁体薄膜の実施例を説明する。
上記実施例で作製した〔ＮｉIII （ビス−１，２−ジアミノヘキサデカン）2 Ｂｒ〕Ｂｒ2 をメノウ鉢ですりつぶした微粉末（４．４ミリｇ）と、ポリメタクリル酸メチル（３６．５ミリｇ）と、クロロホルム（０．５５ミリリットル）とを加え、３０分間超音波を照射して混合した。次にこの混合物を、赤外光帯域から紫外光領域に亘って透明なフッ化カルシウム基盤（φ１９ｍｍ）にスピンコート（４０００ｒｐｍ、２０秒）して薄膜を形成した。
この薄膜の三次の非線形光学定数χ(3) を、収束するガウシアンビームを試料に照射し、収束点近傍の光軸上で試料を走査した際の透過ガウシアンビームの変化から非線形屈折率を測定するＺ−スキャン法（非特許文献４参照）で測定した。最大値は、フォトンエネルギー１．３ｅＶにおいて、Ｒｅχ(3) ＝−７．８×１０-9ｅｓｕ、及び、Ｉｍχ(3) ＝２．８×１０-9ｅｓｕであった。この三次の非線形光学定数χ(3) の大きさは、従来の〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｘ〕Ｙ2 からなる一次元モット絶縁体の、Ｚ−スキャン法による三次の非線形光学定数の測定値とほぼ同等な大きさである。 Next, examples of the one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention comprising the one-dimensional Mott insulator of the present invention and a polymer will be described.
Fine powder (4.4 mg) obtained by grinding [Ni III (bis-1,2-diaminohexadecane) 2 Br] Br 2 prepared in the above examples in an agate bowl, and polymethyl methacrylate (36.5 mm) g) and chloroform (0.55 ml) were added and mixed by irradiating with ultrasonic waves for 30 minutes. Next, this mixture was spin-coated (4000 rpm, 20 seconds) onto a transparent calcium fluoride substrate (φ19 mm) from the infrared light band to the ultraviolet light region to form a thin film.
The third-order nonlinear optical constant chi (3) of the thin film, a Gaussian beam converging irradiated to the sample, measuring the nonlinear refractive index from the change in transmitted Gaussian beam when scanning the sample on the optical axis of the convergent point near Measurement was performed by the Z-scan method (see Non-Patent Document 4). The maximum values were Reχ (3) = −7.8 × 10 −9 esu and Imχ (3) = 2.8 × 10 −9 esu at a photon energy of 1.3 eV. The magnitude of this third-order nonlinear optical constant χ (3) is the measured value of the third-order nonlinear optical constant of the conventional one-dimensional Mott insulator made of [Ni (chxn) 2 X] Y 2 by the Z-scan method. It is almost the same size.

次に、実施例２で作製した本発明の一次元モット絶縁体薄膜に光を照射して測定した吸収スペクトルと、従来の〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｂｒ〕Ｂｒ2 からなる一次元モット絶縁体単結晶で測定した反射スペクトルを、Ｋｒａｍｅｒｓ−Ｋｒｏｎｉｇ変換して求めた吸収スペクトルを比較した。
図２は、本発明の一次元モット絶縁体薄膜と従来の〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｂｒ〕Ｂｒ2 からなる一次元モット絶縁体単結晶の吸収スペクトルを比較した図であり、（ａ）は本発明の一次元モット絶縁体薄膜、（ｂ）は従来の〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｂｒ〕Ｂｒ2 からなる一次元モット絶縁体単結晶の吸収スペクトルを示し、横軸はフォトンエネルギー、縦軸は吸光度を示す。
図からわかるように、約１．３ｅＶにある鋭い吸収ピークのエネルギー位置や形状を含めて（ａ）と（ｂ）はよい一致を示しており、この結果から、本発明の一次元モット絶縁体薄膜は、従来の〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｂｒ〕Ｂｒ2 からなる一次元モット絶縁体単結晶と同等の三次の非線形光学定数を有すると共に、散乱の少ない良質な光学薄膜であることが分かる。また、図からわかるように、本発明の一次元モット絶縁体薄膜は、１．５μｍ帯域で透明であることから、１．５μｍ帯域を使用する現在の光通信分野の全光型光デバイス用の薄膜材料として最適であることがわかる。 Next, an absorption spectrum measured by irradiating the one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention produced in Example 2 with light and a conventional one-dimensional Mott insulator made of [Ni (chxn) 2 Br] Br 2 are used. The absorption spectra obtained by Kramers-Kronig conversion of the reflection spectra measured with crystals were compared.
FIG. 2 is a diagram comparing the absorption spectra of the one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention and a conventional one-dimensional Mott insulator single crystal made of [Ni (chxn) 2 Br] Br 2 . The one-dimensional Mott insulator thin film of the invention, (b) shows the absorption spectrum of a conventional one-dimensional Mott insulator single crystal made of [Ni (chxn) 2 Br] Br 2 , the horizontal axis is photon energy, and the vertical axis is absorbance. Indicates.
As can be seen from the figure, (a) and (b) show good agreement including the energy position and shape of the sharp absorption peak at about 1.3 eV. From this result, the one-dimensional Mott insulator of the present invention is shown. It can be seen that the thin film is a high-quality optical thin film having a third-order nonlinear optical constant equivalent to that of a conventional one-dimensional Mott insulator single crystal made of [Ni (chxn) 2 Br] Br 2 and little scattering. Further, as can be seen from the figure, since the one-dimensional Mott insulator thin film of the present invention is transparent in the 1.5 μm band, it is used for all-optical devices in the current optical communication field using the 1.5 μm band. It turns out that it is optimal as a thin film material.

上記説明から理解されるように、本発明の一次元モット絶縁体は、三次の非線形光学定数が大きく、且つ、薄膜化できるので、例えば、光方向性結合器、吸収型ｏｎ−ｏｆｆ光スイッチングデバイス、光双安定デバイス、或いは、マッハツェンダー型光スイッチングデバイスに使用すれば、極めて有用である。   As can be understood from the above description, the one-dimensional Mott insulator of the present invention has a large third-order nonlinear optical constant and can be thinned. For example, an optical directional coupler, an absorption on-off optical switching device It is extremely useful when used in an optical bistable device or a Mach-Zehnder type optical switching device.

本発明の一次元モット絶縁体の一次元鎖部分及び配位子部分を模式的示す図である。It is a figure which shows typically the one-dimensional chain | strand part and ligand part of the one-dimensional Mott insulator of this invention. 本発明の一次元モット絶縁体薄膜と従来の〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｂｒ〕Ｂｒ2 からなる一次元モット絶縁体単結晶の吸収スペクトルを比較する図であり、（ａ）は本発明の一次元モット絶縁体薄膜、（ｂ）は従来の〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｂｒ〕Ｂｒ2 からなる一次元モット絶縁体単結晶の吸収スペクトルを示し、横軸はフォトンエネルギー、縦軸は吸光度を示す。It is a diagram comparing the absorption spectrum of the one-dimensional Mott insulator thin film and the conventional [Ni (chxn) 2 Br] Br 2 dimensional Mott insulator single crystal made of the present invention, (a) one-dimensional present invention Mott insulator thin film, (b) shows the absorption spectrum of a conventional one-dimensional Mott insulator single crystal made of [Ni (chxn) 2 Br] Br 2 , the horizontal axis shows photon energy, and the vertical axis shows absorbance. 従来のハロゲン架橋〔Ｎｉ（ｃｈｘｎ）2 Ｘ〕Ｙ2 （ただし、ｃｈｘｎはシクロヘキサンジアミン、Ｘはハロゲン化物イオン、及び、Ｙはハロゲン化物イオン又は硝酸イオン）一次元モット絶縁体の構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a structure of a conventional halogen bridge [Ni (chxn) 2 X] Y 2 (where chxn is cyclohexanediamine, X is a halide ion, and Y is a halide ion or nitrate ion) one-dimensional Mott insulator. is there.

符号の説明Explanation of symbols

１ 一次元モット絶縁体
２ ジアミノアルカンからなる配位子
３ 一次元鎖
４ アルキル鎖 1 One-dimensional Mott insulator 2 Ligand consisting of diaminoalkane 3 One-dimensional chain 4 Alkyl chain

Claims (12)

化学組成式が、〔Ｎｉ（Ｌ2）Ｘ〕Ｘ 2 、ただし、Ｌは１，２−ジアミノアルカン、Ｘはハロゲン化物イオン、で表され、
上記Ｎｉ3+イオンとＸ-イオンとが交互に結晶ｂ軸に沿って配置し、上記２つのＬが、この２つのＬの４つのＮ原子を介してＮｉ3+イオンと結合し、且つ、結晶ｂ軸に垂直な面内でＮｉ3+イオンに配位した、ＮｉとＸから成る一次元鎖構造を有することを特徴とする、一次元モット絶縁体。 The chemical composition is represented by [Ni (L 2 ) X] X 2 , where L is 1,2-diaminoalkane, X is a halide ion,
The Ni 3+ ions and the X − ions are alternately arranged along the crystal b-axis, and the two Ls are bonded to the Ni 3+ ions through the four N atoms of the two Ls, and A one-dimensional Mott insulator characterized by having a one-dimensional chain structure composed of Ni and X coordinated to Ni 3+ ions in a plane perpendicular to the crystal b-axis. 前記１，２−ジアミノアルカンは、１，２−ジアミノヘキサデカン、１，２−ジアミノデカン、１，２−ジアミノウンデカン、１，２−ジアミノドデカン、１，２−ジアミノトリデカン、１，２−ジアミノテトラデカン又は１，２−ジアミノペンタデカンであることを特徴とする請求項１に記載の一次元モット絶縁体。   The 1,2-diaminoalkane includes 1,2-diaminohexadecane, 1,2-diaminodecane, 1,2-diaminoundecane, 1,2-diaminododecane, 1,2-diaminotridecane, 1,2-diamino. The one-dimensional Mott insulator according to claim 1, which is tetradecane or 1,2-diaminopentadecane. 前記Ｘは、Ｂｒ又はＣｌであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の一次元モット絶縁体。 The one-dimensional Mott insulator according to claim 1, wherein X is Br or Cl. 請求項１〜３の何れかに記載の一次元モット絶縁体とポリマーとから成ることを特徴とする、一次元モット絶縁体薄膜。 A one-dimensional Mott insulator thin film comprising the one-dimensional Mott insulator according to any one of claims 1 to 3 and a polymer. 前記ポリマーは、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル又はポリフェニレンビニレ
ンであることを特徴とする、請求項４に記載の一次元モット絶縁体薄膜。 The one-dimensional Mott insulator thin film according to claim 4, wherein the polymer is polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, or polyphenylene vinylene. ＮｉＸ2（ただし、Ｘはハロゲン化物イオン）粉末と前記１，２−ジアミノアルカンの粉末とをアルコールに溶かし、この溶液を室温で放置して上記アルコールを蒸発させることにより、ＮｉII（ビス−１，２−ジアミノアルカン）2Ｘ2からなる微結晶を沈殿させる工程と、この微結晶をアルコールに分散させた縣濁液に、上記Ｘから成るガスを吹き込んで、〔ＮｉIII（ビス−１，２−ジアミノアルカン）2Ｘ〕Ｘ2からなる微結晶を沈殿させる工程と、この微結晶を濾過して取り出す工程とから成り、請求項１〜３の何れかに記載の一次元モット絶縁体を製造することを特徴とする、一次元モット絶縁体の製造方法。 NiX 2 (however, X is a halide ion) dissolved powder of the 1,2diaminoalkane powder in alcohol by evaporation of the alcohol the solution was allowed to stand at room temperature, Ni II (bis -1 , 2-diaminoalkane) 2 X 2 and a step of precipitating microcrystals composed of X in a suspension in which the microcrystals are dispersed in alcohol. [Ni III (bis-1, The process comprises the steps of precipitating microcrystals comprising 2-diaminoalkane) 2 X] X 2 and filtering out the microcrystals. A method of manufacturing a one-dimensional Mott insulator, characterized by manufacturing. 前記Ｘは、Ｂｒ又はＣｌであることを特徴とする、請求項６に記載の一次元モット絶縁体の製造方法。   The method for manufacturing a one-dimensional Mott insulator according to claim 6, wherein X is Br or Cl. 前記１，２−ジアミノアルカンは、１，２−ジアミノヘキサデカン、１，２−ジアミノデカン、１，２−ジアミノウンデカン、１，２−ジアミノドデカン、１，２−ジアミノトリデカン、１，２−ジアミノテトラデカン又は１，２−ジアミノペンタデカンであることを特徴とする、請求項６に記載の一次元モット絶縁体の製造方法。   The 1,2-diaminoalkane includes 1,2-diaminohexadecane, 1,2-diaminodecane, 1,2-diaminoundecane, 1,2-diaminododecane, 1,2-diaminotridecane, 1,2-diamino. The method for producing a one-dimensional Mott insulator according to claim 6, which is tetradecane or 1,2-diaminopentadecane. 請求項１〜３の何れかに記載の一次元モット絶縁体の粉末とポリマーと溶媒とを混合する工程と、この混合液をスピンコートする工程とからなり、請求項４に記載の一次元モット絶縁体薄膜を製造することを特徴とする、一次元モット絶縁体薄膜の製造方法。   5. The one-dimensional Mott according to claim 4, comprising: a step of mixing the powder of the one-dimensional Mott insulator according to claim 1, a polymer, and a solvent; and a step of spin-coating the mixed solution. A method of manufacturing a one-dimensional Mott insulator thin film, characterized by manufacturing an insulator thin film. 前記ポリマーは、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル又はポリフェニレンビニレンであることを特徴とする、請求項９に記載の一次元モット絶縁体薄膜の製造方法。   The method for producing a one-dimensional Mott insulator thin film according to claim 9, wherein the polymer is polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, or polyphenylene vinylene. 前記溶媒は、クロロホルム、ブロモホルム、ジクロロメタン又はトルエンであることを特徴とする、請求項９に記載の一次元モット絶縁体薄膜の製造方法。   The method for producing a one-dimensional Mott insulator thin film according to claim 9, wherein the solvent is chloroform, bromoform, dichloromethane or toluene. 前記一次元モット絶縁体の粉末とポリマーとの重量混合比は、一次元モット絶縁体を１として、ポリマーは１〜２０の範囲であることを特徴とする、請求項９に記載の一次元モット絶縁体薄膜の製造方法。   The one-dimensional Mott according to claim 9, wherein a weight mixing ratio of the powder of the one-dimensional Mott insulator and the polymer is in a range of 1 to 20 with the one-dimensional Mott insulator being 1. Insulator thin film manufacturing method.
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