金属電子と相関するスピン分極ドナーの設計と合成

• Project/Area Number: 15073202
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 泉岡 明 Ibaraki University, 理学部, 教授 (90193367)
• Project Period (FY): 2003 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥27,900,000 (Direct Cost: ¥27,900,000); Fiscal Year 2007: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2006: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2005: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2004: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2003: ¥14,500,000 (Direct Cost: ¥14,500,000)
• Keywords: スピン分極ドナー / 金属ナノ粒子 / ナノロッド / 有機・無機複合材料 / ナノ材料 / ESRスペクトル / 半導体物性 / 金属ナノロッド / 複合材料・物性 / 走査プローブ顕微鏡 / ナノ粒子 / 構造体 / ゲル濾過型液体クロマトグラフィー / 粒径制御 / X線小角散乱 / 物理吸着 / 化学吸着 / 金ナノ粒子 / 粒径分布 / ナノ構造体 / 分子性導体 / 導電性

Research Abstract

金属ナノ粒子やナノロッドに種々のスピン分極ドナーを吸着させ、金属の伝導電子とその表面に吸着した有機ラジカル分子の局在スピンとの磁気的・電子的相互作用を検討することは有機・無機複合材料の新たな展開へ向けて基礎的データを与える。本研究では一電子授受に対して高スピン分子種を生じるスピン分極ドナー・アクセプターの開発を行い、これらが配位子として吸着した金ナノ粒子の合成と物性測定を行うことを目的として研究を行った。
これまで、スピン分極ドナーであるニトロニルニトロキシド(NN)が吸着した金ナノ粒子4nm(NN@Au)はテトラオクチルアンモニウムブロミドが吸着した金ナノ粒子からの配位子交換により調製してきた。しかし、この方法で得られるNN@Auは配位子交換前のナノ粒子の粒径に依存し、各サイズ領域のナノ粒子の調製は困難である。本研究ではNN@Auの新規調製法および得られたナノ粒子の磁気的相互作用について検討した。還元剤としてK-セレクトライドを用いた調製法により2nm前後のNN@Auを、ジメチルジステアリルアンモニウムブロミドが吸着した金ナノ粒子(DMDSAB@Au)からの配位子交換により約7nmのNN@Auの調製に成功した。これらの方法によって得られたそれぞれのナノ粒子におけるESRスペクトル測定ではブロードなシグナルが観測された。7nmのNN@Auのブロードなシグナルの線幅は91.5mTで先に得られた4nmのNN@Au(36〜61.2mT)よりも広い線幅であった。このことから、金ナノ粒子の粒径が大きい程、局在スピンとの相互作用が大きく生じる傾向にあるという知見を得た。

Research Products

• [Journal Article] Noncatalytic, Solven t -Free Thermal Formation of Cyclic Trimers Using Bis-(acylocymethyl)hexa-2, 4-diyen Derivatives . (2004)
  • Author(s): S. Taniguchi, T. Yokoki, A. Izuoka, M. M. Matsushita, T. Sugawara
  • Journal Title: Tetrahedron、Lett. 45 Pages: 2671-2675
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of Quantum Paraelectricity in an Intermolecular Ionic Hydrogen -Bonded Crystal of a Squaric Acid Derivative (2004)
  • Author(s): I. Takasu, A. Izuoka, T. Sugawara, T. Mochida
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B. 108 Pages: 5527-5531
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dielectric Response in Bisquaric Acid Crystal: Possible Generation of Protonic Soliton in Quasi -One -Dimensional Hydrogen -Bonded System (2004)
  • Author(s): I. Takasu, A. Izuoka, T. Sugawara, T. Mochida
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B. 108 Pages: 18495-18499
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polyhedral Building Block with Specific Facial Interaction for Conducting Supramolecular Self-assembly (2004)
  • Author(s): J. Tanabe, H. Terao, M. M. Matsushita, T. Sugawara, T. Kubo, T. Tejima, A. Izuoka, Y. Kawada
  • Journal Title: J. Mater. Chem. 14 Pages: 2842-2847
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Nove 1 TTF-Ba sed Don or Carrying Four Nitronyl Nitroxides (2004)
  • Author(s): G. Harada, T. Jin, A. Izuoka, M. M. Matsushita, T. Sugawara
  • Journal Title: Tetahedron. Lett. 44 Pages: 4415-4418
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Noncatalytic, Solvent-Free Thermal Formation of Cyclic Trimers Using Bis-(acylocymethyl)hexa-2,4-diyne Derivatives (2004)
  • Author(s): S.Taniguchi
  • Journal Title: Tetradron Lett. 45 Pages: 2671-2675
• [Journal Article] Observation of Quantum Paraelectricity in an Intermolecular Ionic Hydrogen-Bonded Crystal of a Squaric Acid Derivative (2004)
  • Author(s): I.Takasu
  • Journal Title: J.Phys.Chem.B 108 Pages: 5527-5531
• [Journal Article] Dielectric Response in Bisquaric Acid Crystal: Possible Generation of Protonic Soliton in Quasi-One-Dimensional Hydrogen-Bonded System (2004)
  • Author(s): I.Takasu
  • Journal Title: J.Phys.Chem.B 108 Pages: 18495-18499
• [Journal Article] Polyhedral Building Block with Specific Facial Interaction for Conducting Supramolecular Self-assembly (2004)
  • Author(s): J.Tanabe
  • Journal Title: J.Mater.Chem. 14 Pages: 2842-2847
• [Journal Article] “Design and Preparation of Pyrrole -Based Spin-Polarized Donors (2003)
  • Author(s): J . Nakazaki, I. Chung, M. M. Matsushita, T. Sugawara, R. Watanabe, A. Izuoka, T. Sugawara
  • Journal Title: J. Mater. Chem. 13 Pages: 1011-1022
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ブチル基が置換した金錯体の合成と還元反応 (2008)
  • Author(s): 泉岡明
  • Organizer: 第19回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学コンベンションセンター
  • Year and Date: 2008-10-03
• [Presentation] アルキル基が直接吸着した金ナノ粒子の調製 (2008)
  • Author(s): 泉岡明
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学池袋キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] 粒径2.8nmの単分散金ナノ粒子の調製 (2008)
  • Author(s): 泉岡明
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学池袋キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] TTF誘導体が修飾した金ナノ粒子の調製 (2008)
  • Author(s): 泉岡明
  • Organizer: 日本科学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学池袋キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] a-トルエンチオール誘導体が吸着した金ナノ粒子の調製 (2008)
  • Author(s): 泉岡明
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学池袋キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] サイズ排除型クロマトグラフィーによる金ナノ粒子のサイズ分離 (2007)
  • Author(s): 泉岡明
  • Organizer: 第1回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2007-09-20
• [Presentation] 準安定なTOAB修飾金ナノ粒子の調製と熱成長反応 (2007)
  • Author(s): 泉岡明
  • Organizer: ナノ学会第5回大会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2007-05-21
• [Book] TTF Chemistry - Fundamentals and Applications of Tetrathiafulvalene Chapter 6 "TTFs with Organic Radicals" (2004)
  • Author(s): J.Nakazaki
  • Total Pages: 17
  • Publisher: Springer
• [Remarks] 茨城大学研究者情報総覧
  • URL: http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm
• [Publications] Jotaro Nakazaki: "Design and Preparation of Pyrrole-Based Spin-Polarized Donors"J.Mater.Chem.. 13. 1011-1022 (2003)
• [Publications] Genta Harada: "A Novel TTF-Based Donor Carrying Four Nitronyl Nitroxides"Tetrahedron Lett.. 44. 4415-4418 (2003)
• [Publications] Shin-ichi Taniguchi: "Noncatalytic, Solvent-Free Thermal Formation of Cyclic Trimers using 1,6-Bis(acyloxymethyl)hexa-2,4-diyne derivatives"Tetrahedron Lett.. 45. 2671-2675 (2004)