二聚化有机导体 $\kappa$-(BETS)$_2$Mn[N(CN)$_2$]$_3$ 的电子性质

二维分子导体 $\kappa$-(BETS)$_2$Mn[N(CN)$_2$]$_3$ 在 $T_{\rm MI}\approx$ 21 K 处发生尖锐的金属-绝缘相转变，这一现象多年来一直受到广泛关注。我们对该化合物进行了全面的红外光谱研究，沿三个晶轴方向测量并随温度下降至 10 K，同时配合电子自旋共振和直流电导率研究。该材料的平面各向异性光导率比其他任何 $\kappa$ 类型 BEDT-TTF 或相关化合物都更为显著。金属-绝缘相转变会影响分子振动模式，因为与电子体系耦合；此外我们观察到在 $T_{\rm MI}$ 以下 charge-sensitive 振动模式明显分裂，这表明该化合物中存在两个不同的 BETS 二聚体。Mn[N(CN)$_2$]$_3^-$ 层由阴性离子链结构决定，导致材料呈现较强的各向异性行为和显著的温度依赖性振动特征。在低温下，ESR 性质受到通过 $\pi$-$d$ 耦合以及 $\pi$-自旋内反铁磁有序的影响：$g$ 因子呈现巨大的变化，并表现出强烈的平面各向异性，这种各向异性随温度降低而反转；线宽显著增大；自旋susceptibility随冷却而增加，并在相转变处出现一个拐点。