分子ローター型強誘電体の開拓

• 研究課題/領域番号: 23350085
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中村 貴義 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60270790)
• 連携研究者: 久保 和也 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (90391937)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円); 2013年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2012年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: 分子ローター / 強誘電性 / 超分子 / クラウンエーテル / 磁性 / 強誘電体

研究概要

分子回転に伴うdipoleのflip-flopを利用した誘電性の発現について、アリールアンモニウムおよびcrown-ether部分を変えて系統的に検討した。ベンゼン環誘導体から、C3軸をもつアダマンタン誘導体等への展開を図った。また、特定の回転軸をもたずに、ケージ状の超分子構造の中である程度自由な回転を発現する系としてピリダジニウム誘導体検討した。水素結合により弱く固定された分子の向きを外部場で変化させ、大きな誘電応答に繋げることができた。さらに、回転子に複数のプロトン受容部位を導入し、水素結合におけるプロトン移動と分子回転に伴う誘電応答などの複合化に向けた足がかりを得た。

研究成果

• [雑誌論文] Gold nanoparticle assemblies stabilized by bis(phthalocyaninato)lanthanide(III) complexes through van der Waals interactions (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Noda, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, and Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 3758-3758
  • DOI: 10.1038/srep03758
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design of Crystalline Spaces for Molecular Rotations in Crystals (2014)
  • 著者名/発表者名: Z. Q. Liu, K. Kubo, S. Noro, T. Akutagawa and T. Nakamura
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 14 号: 2 ページ: 537-543
  • DOI: 10.1021/cg4013262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Motion in Pyridazinium/Crown Ether Supramolecular Cation Salts of a Nickel Dithiolene Complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Zun-qi Liu, Li Lin, Kazuya Kubo, Nirihisa Hoshino, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa,* Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 42 号: 8 ページ: 2930-2939
  • DOI: 10.1039/c2dt32542j
  • NAID: 120005350087
  • 査読あり
• [雑誌論文] (3-Fluoro-4-methoxy-anilinium+)([18]Crown-6) Supramolecular Cation Salt of Ferromagnetic [MnIICrIII (oxalate)3] (2013)
  • 著者名/発表者名: Toru Endo, Kazuya Kubo, Masashi Yoshitake, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, and Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 42 号: 2 ページ: 137-139
  • DOI: 10.1246/cl.2013.137
  • NAID: 130004426850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of a Supramolecular Cation Salt: (adamantylammonium+)2(benzo[18]crown-6)2[Pd(dmit)2]2-(acetone)2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Kubo, Yin-Nan Yan, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Inorganica Chimica Acta 巻: 404 ページ: 206-209
  • DOI: 10.1016/j.ica.2013.02.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric and Structural Phase Transition of [Ni(dmit)2]- Salt with (4-ethoxyanilinium)([18]crown-6) Supramolecular Cation (2013)
  • 著者名/発表者名: Q. Ye, P. P. Shi, X. Q. Fu, T. Akutagawa and T. Nakamura
  • 雑誌名: CrystEngCommun 巻: 15 号: 26 ページ: 5307-5313
  • DOI: 10.1039/c3ce40220g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecule-Displacive Ferroelectricity in Organic Supramolecular Solids (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ye, Y. Zhang, S. Noro, K. Kubo, M. Yoshitake, Z. Liu, H. Cai, D. Fu, H. Yoshikawa, K. Awaga, R. G. Xiong and T. Nakamura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2249-2249
  • DOI: 10.1038/srep02249
  • NAID: 120006795651
  • 査読あり
• [雑誌論文] Porous Coordination Polymer Polymorphs with Different Flexible Pores Using a Structurally Flexible and Bent 1, 3-Bis(4-pyridyl)propane Ligand (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Fukuhara, S. Noro, K. Sugimoto, T. Akutagawa, K. Kubo and T. Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 52 号: 8 ページ: 4229-4237
  • DOI: 10.1021/ic301949n
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational Synthesis of a Porous Copper(II) Coordination Polymer Bridged by Weak Lewis-Base Inorganic Monoanions Using an Anion-Mixing Method (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Noro, K. Fukuhara, Y. Hijikata, K. Kubo and T. Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 52 号: 10 ページ: 5630-5635
  • DOI: 10.1021/ic400276c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anion-Dependent Host-Guest Properties of Porous Assemblies of Coordination Complexes (PACs), [Cu(A)2(py)4] (A = PF6, BF4, CF3SO3, and CH3SO3; py = pyridine), based on Werner-Type Copper(II) Complexes in the Solid State (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Noro, K. Fukuhara, K, Sugimoto, Y. Hijikata, K. Kubo and T. Nakamura
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 42 号: 31 ページ: 11100-11110
  • DOI: 10.1039/c3dt51104a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphene Oxide Nanosheet with High Proton Conductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Karim, K. Hatakeyama. T. Matsui, H. Takehiro, T. Taniguchi, M. Koinuma, Y. Matsumoto, T. Autogawa, T. Nakamura, S. Noro, T. Yamada, H. kitagawa, S. Hayami
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 135 号: 22 ページ: 8097-8100
  • DOI: 10.1021/ja401060q
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/ja401060q
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Ordering of Spin Systems Having Fractal Dimensions Experimental Study (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Naito, H. Yamamoto, K. Okuda. K. Konishi, H. Mayama, D. Yamaguchi, S. Koizumi, K. Kubo, T. Nakamura, T. Yamada, H. Kitagawa, and S. Hayami
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. B 巻: 86 号: 10 ページ: 410-410
  • DOI: 10.1140/epjb/e2013-40353-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of doping a molecular spin ladder with non-magnetic impurities (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Nishihara, X. Zhang, K. Kunishio, K. Inoue, XM. Ren, T. Akutagawa, J. Kishine, M. Fujisawa, A. Asakura, S. Okubo, H. Ohta, T. Nakamura
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 42 号: 43 ページ: 15263-15266
  • DOI: 10.1039/c3dt52249k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Selective CO2 Adsorption Accompanied with Low-Energy Regeneration in a Two-Dimensional CU(II) Porous Coordination Polymer with Inorganic Fluoriuated PF6- Anions (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Noro, T. Fukushima, S. Kitagawa, T. Nakamura, 他
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 52 号: 1 ページ: 280-285
  • DOI: 10.1021/ic301823j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen-Bonded Maleate Counter Anions in Tetrathiafulvalene Crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Subbalakshmi Jayanty, Tomoyuki Akutagawa,* Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 14 号: 11 ページ: 3875-3881
  • DOI: 10.1039/c2ce25050k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Motions and Hydrogen-Bonding Networks in (o-Aminoanilinium)-(Crown Ethers)-[PMo_<12>O_<40>]^4 (2012)
  • 著者名/発表者名: Daigoro Endo, Tomoyuki Akutagawa, Kazuya Kubo, Shin-ichiro Noro, Leroy Cronin, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: 85 号: 3 ページ: 305-315
  • DOI: 10.1246/bcsj.20110371
  • NAID: 130004153043
  • 査読あり
• [雑誌論文] [Ni(dmit)2]- Salt with Flexible Supramolecular Cation Rotator (2012)
  • 著者名/発表者名: Q. Ye, P. P. Shi, Z. Q. Chen, T. Akutagawa, S. Noro, and T. Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem. Commun. 巻: 20 ページ: 219-224
  • DOI: 10.1016/j.inoche.2012.03.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structures and Magnetic Properties of (4,4'-Phenylazophenyl)-diammonium(Crown ethers)[Ni(dmit)2]2 Crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Norihisa Hoshino, Kazuya Kubo, Takayoshi Nakamura, and Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 41 号: 31 ページ: 12968-12975
  • DOI: 10.1039/c2dt30807j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cation-Anion Packing and Molecular Motion in (m-Fluoroanilinium)(dibenzo[18]crown-6)[Ni(mnt)2]-(CH3CN)0.25 Crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyonori Takahashi, Norihisa Hoshino, Kazuya Kubo, Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: CrystEngComm. 巻: 14 号: 16 ページ: 5235-5241
  • DOI: 10.1039/c2ce25493j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Incorporation of Cationic Electron Donor of Ni-pyridyltetrathiafulvalene with Anionic Electron Acceptor of Polyoxometalate (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryo Tsunashima, Takumi Matsumoto, Kei Kondo, Yoshihiko Suyama, Yukihiro Nishioka, Jun Kawamata, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa , Katsuya Ishiguro
  • 雑誌名: Dalton Transactions. 巻: 41 号: 33 ページ: 10060-10064
  • DOI: 10.1039/c2dt30398a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Crystal Structure of a One-dimensional Cu(II) Coordination Polymer Bridged by Inorganic CH3SO3- Anions Using Werner-type Cu(II) Complexes as Building Blocks (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Noro, K. Kubo and T. Nakamura
  • 雑誌名: Chem. Lett. 41 巻: 41 号: 8 ページ: 772-773
  • DOI: 10.1246/cl.2012.772
  • NAID: 130004426636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flexible cis-Cyclohexane-1,4-diammonium in Magnetic [Ni(dmit)_2] Crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Qiong Ye, Ping-Ping Shi, Zi-Qi Chen, Tomoyuki Akutagawa, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: European Journal of Inorganic Chemistry 巻: (未定)(印刷中) 号: 23 ページ: 3732-3739
  • DOI: 10.1002/ejic.201200099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Crystal Structure, and Adsorption Properties of Werner-type Cu(II) Complex [Cu(CF3SO3)2(4-methylpyridine)4] (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Noro, K. Fukuhara, K. Kubo and T. Nakamura
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 41 号: 10 ページ: 1314-1316
  • DOI: 10.1246/cl.2012.1314
  • NAID: 130004426366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular Rotators of (Aniliniums)([18]crown-6) in Electrically Conducting [Ni(dmit)2] Crystals, (2012)
  • 著者名/発表者名: Norihisa Hoshino, Yuuya Yoshii, Kazuya Kubo, Masaki Aonuma, Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: Inorganic Chemistr 巻: 51 号: 23 ページ: 12968-12975
  • DOI: 10.1021/ic302093b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Phase Transition Induced by Molecular Motions within a (Anilinium)(L-Tartarate) Ionic Molecular Crystal (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuuya Yoshii, Norihisa Hoshino, Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: CrystEngComm. 巻: 14 号: 21 ページ: 7458-7465
  • DOI: 10.1039/c2ce25945a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exploring the Thermochromism of Sulfite-embedded Polyoxometalate Capsules (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Tsunashima, De Liang Long, Toru Endo, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura, Raul Quesada Cabrera, Paul F.McMillan, Paul Kogerler, Leroy Cronin
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys. 巻: 13 号: 16 ページ: 7295-7297
  • DOI: 10.1039/c1cp20074g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational Construction of Wide Coordination Space and Control of Adsorption Properties in One-Dimensional Cu(II) Coordination Polymer (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Noro, K.Fukuhara, K.Kubo, T.Nakamura
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 11 号: 6 ページ: 2379-2385
  • DOI: 10.1021/cg2001392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen-bonded Assemblies of Two-Electron Reduced Mixed-Valence [XMo_<12>O_<40>] (X=P and Si) with p-Phenylenediamines (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa, Fumito Kudo, Ryo Tsunashima, Shin-ichiro Noro; Leroy Cronin, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 50 号: 14 ページ: 6711-6718
  • DOI: 10.1021/ic200683e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymornhs and-Structural Phase Transition of [Ni(dmit_2)]^-Crystals Induced by Flexible (trans-Cyclohexane-1,4-diammonium)(Benzo[18]crown-6)_2 Supramolecule (2011)
  • 著者名/発表者名: Qiong Ye, Tomoyuki Akutagawa, Nonhisa Hoshino, Takemitsu Kikuchi, Shin-ichiro Noro, Ren Gen Xiong, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 11 号: 9 ページ: 4175-4182
  • DOI: 10.1021/cg2007556
  • 査読あり
• [雑誌論文] 4-(cyanomethyl) anilinium Perchlorate : A New Displacive-Type Molecular Ferroelectric (2011)
  • 著者名/発表者名: Hong-Ling Cai, Wen Zhang, Jia-Zhen Ge, Yi Zhang, Kunio Awaga, Takayoshi Nakamura, Ren Gen
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 巻: 107 号: 14 ページ: 147-601
  • DOI: 10.1103/physrevlett.107.147601
  • NAID: 120006795654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Phase Transition Due to the Flexible Supramolecule of (4-cyanomethylanilinium) ([18]crown-6) in [Ni(dmit)2]-Crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: Qiong Ye, Tomoyuki Akutagawa, Heng Yun Ye, Tian Hang, Jia Zhen Ge, Ren-Gen Xiong, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Cryst.Eng.Commun. 巻: 13 号: 20 ページ: 6185-6191
  • DOI: 10.1039/c1ce05581j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Huge Dielectric Response and Molecular Motions in Paddle-Wheel [CuII2(Adamantylcarboxylate)4(DMF)2]・(DMF)2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Qiong Ye, Kiyonori Takahashi, Norihisa Hoshino, Takemitsu Kikuchi, Tomoyuki Akutagawa, Shin-ichiro Noro, Sadamu Takeda, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 巻: 17 号: 51 ページ: 14442-14449
  • DOI: 10.1002/chem.201101743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular cations of the m-fluoroanilinium(dibenzo[18]crown-6) in ferromagnetic salt (2011)
  • 著者名/発表者名: Toru Endo, Tomoyuki Akutagawa, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Dalton Transaction 巻: 40 号: 7 ページ: 1491-1496
  • DOI: 10.1039/c0dt01140a
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Imidazolate- and Azide-Bridged Copper (II) Coordination Polymer Consisting of Alternating Di- and Mononuclear Units (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Sakai, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Eur.J.Inorg.Chem. 巻: 2011 号: 1 ページ: 116-120
  • DOI: 10.1002/ejic.201000835
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse structures and adsorption properties of quasi-Werner-type copper (II) complexes (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Noro, Tomonori Ohba, Katsuo Fukuhara, Yukiko Takahashi, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 40 号: 10 ページ: 2268-2274
  • DOI: 10.1039/c0dt01129k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Phase Transition Due to the Flexible Supramolecule of (4-cyanomethylanilinium) ([18]crown-6) in [Ni(dmit)2]-Crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: Qiong Ye, *Tomoyuki Akutagawa, Heng Yun Ye, Tian Hang, Jia Zhen Ge, Ren-Gen Xiong, Shin-ichiro Noro, *Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Cryst.Eng.Commun. 巻: 13 ページ: 6185-6191
  • 査読あり
• [学会発表] Dielectrics based on Supramolecular Rotator Units in Single Crystals (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura
  • 学会等名: Symposium on Molecular Science and Synthesis of Functional Molecules for Next Generation
  • 発表場所: Hiroshima
  • 年月日: 2014-03-10
  • 招待講演
• [学会発表] Dielectrics based on Supramolecular Rotator Units in Single Crystals (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura
  • 学会等名: Symposium on Molecular Science and Synthesis of Functional Molecules for Next Generation,
  • 発表場所: 広島大学 （広島県）
  • 招待講演
• [学会発表] Supramolecular Rotators for Ferroelectrics and Multiferroics (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, S. Yoshitake, K. Kubo, S. Noro and T. Akutagawa
  • 学会等名: The 15th Asian Chemical Congress
  • 発表場所: Sentosa, Singapore
  • 年月日: 2013-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] Supramolecular Rotators for Ferroelectrics and Multiferroics (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, S. Yoshitake, K. Kubo, S. Noro and T. Akutagawa
  • 学会等名: The 15th Asian Chemical Congress
  • 発表場所: Resorts World Sentosa (Sentosa, Singapore）
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Multiferroics Based on Supramolecular Rotators (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, M. Yoshitake, K. Kubo and S. Noro
  • 学会等名: 8th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-VIII) & 22nd International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers (FCFP-XXII)
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 2012-10-17
• [学会発表] Molecular Multiferroics Based on Supramolecular Rotators (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, M. Yoshitake, K. Kubo and S. Noro
  • 学会等名: 8th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-VIII) & 22nd International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers (FCFP-XXII)
  • 発表場所: 西北大学・西安･中国
  • 招待講演
• [学会発表] Ferroelectrics and Multiferroics based on Supramolecular Rotators (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura
  • 学会等名: the third RIES-CIS Symposium
  • 発表場所: Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2011-10-28
  • 招待講演
• [学会発表] Ferroelectrics and Multiferroics based on Supramolecular Rotators (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nakamura
  • 学会等名: the third RIES-CIS Symposium
  • 発表場所: National Chiao Tung University (Taiwan)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] Organic-Inorganic Hybrid Systems toward "Dynamic" Functional Materials (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nakamura
  • 学会等名: 1st Discussion Symposium on 'Inorganic Biology and Protocells : Engineering Artificial Life'
  • 発表場所: University of Glasgow (UK)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] Organic ‐ Inorganic Hybrid Systems toward " Dynamic" Functional Materials (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura
  • 学会等名: 1 st Discussion Symposium on ' Inorganic Biology and Protocells : Engineering Artificial Life'
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2011-09-09
  • 招待講演