光応答性分子集合体を利用した光磁性制御

• Project/Area Number: 15750125
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional materials chemistry
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 栄長 泰明 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (00322066)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2005: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 光磁性制御 / フォトクロミック材料 / 分子集合体 / アゾベンゼン / 磁性微粒子 / 強磁性体 / 光スイッチング / 磁性材料 / 光機能性材料 / スイッチング材料 / 逆ミセル / LB膜 / プルシアンブルー / 酸化鉄微粒子

Research Abstract

近年、光によりその磁気特性を制御可能な磁性体の研究が盛んに行われ、フォトンモードによる磁気記録材料への応用が期待されている。このような光制御型磁性材料への新たな設計指針として分子集合体のフォトクロミック分子と無機磁性体による有機無機複合化材料をいくつか報告してきた。しかしながら、これまで報告したシステムは磁性体の微細化に伴う熱ゆらぎにより、極低温においてのみ強磁性を示す磁性材料であり、室温における磁気記録を実現するには強磁性領域を室温付近まで向上させることが大きな課題であった。そこで本研究では、大きな結晶磁気異方性と高い化学的安定性を有し、室温においても強磁性を示すFePtナノ粒子を磁性体として用い、この表面にアゾベンゼン誘導体の単分子膜を配位させることで、有機無機複合ナノ粒子を設計した。この複合ナノ粒子において、光照射によるアゾベンゼンの光異性化に伴い、磁化の可逆的な変化を観測し、室温において強磁性を有するナノ粒子の磁化を、光照射により可逆的に制御することに初めて成功した。この複合ナノ粒子の表面におけるアゾベンゼンの可逆的な光異性化が観測された。更に、このアゾベンゼンの光異性化に伴い、紫外光の照射による複合ナノ粒子の磁化の増大、可視光の照射による磁化の減少が観測され、室温において光照射による磁化の可逆的な制御に成功した。これは、アゾベンゼンの光異性化によるダイポールモーメントの変化によりFePtナノ粒子の表面の荷電状態の変化が誘起され、FePtナノ粒子の自由電子の遍歴に影響を与えたことによるものと考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Photo-control of Magnetization by Photochromic Compounds (2006)
  • Author(s): Y.Einaga
  • Journal Title: Bull.Chem.Soc.Jpn. 79 Pages: 361-372
  • NAID: 10017309773
• [Journal Article] Photo-switchable Magnetic Nanoparticles of Prussian Blue with Amphiphilic Azobenzene (2005)
  • Author(s): M.Taguchi, K.Yamada, K.Suzuki, O.Sato, Y.Einaga
  • Journal Title: Chem.Mater. 17 Pages: 4554-4559
• [Journal Article] Photoswitchable Magnetic Layer-by-Layer Films Consisting of Azobenzene Derivatives and Iron-Oxide Nanonarticles (2005)
  • Author(s): M.Suda, Y.Miyazaki, Y Hagiwara, O.Sato, S.Shiratori, Y.Einaga
  • Journal Title: Chem.Lett. 34 Pages: 1028-1029
• [Journal Article] Reversible Photocontrol of Molecular Assemblies of Metal Complex Containing Azo-Amphiphiles (2005)
  • Author(s): Y.Einaga, R.Mikami, T.Akitsu, G.Li
  • Journal Title: Thin Solid Films 493 Pages: 230-236
• [Journal Article] Reversible Photocontrol of Molecular Assemblies of Metal Complex Containing Azo-Amphiphiles (2005)
  • Author(s): Y.Einaga, R.Mikami, T.Akitsu, G.-M.Li
  • Journal Title: Thin Solid Films (掲載予定)
• [Journal Article] Self-Cleaning Particle Coating with Antireflection Properties (2005)
  • Author(s): X.-T.Zhang, O.Sato, M.Taguchi, Y.Einaga, T.Murakami, A.Fujishima
  • Journal Title: Chem.Mater. 17 Pages: 696-700
• [Journal Article] Photomangnetic Co-Fe Prussian Blue Thin Films Fabricated by the Modified Langmuir-Blodgett Technique. (2004)
  • Author(s): T.Yamamoto, Y.Umemura, O.Sato, Y.Einaga
  • Journal Title: Chem.Lett. 33 Pages: 500-501
• [Journal Article] Formation of a Stable Sheet of Prussian Blue in a Clay-Organic Hybrid Film. (2004)
  • Author(s): Y.Umemura, Y.Einaga, A.Yamagishi
  • Journal Title: Mater.Lett. 58 Pages: 2472-2475
• [Journal Article] Bis [2- (quinolin-3-yliminomethyl) phenolato- k2N, O] copper(II) (2004)
  • Author(s): T.Akitsu, Y.Einaga
  • Journal Title: Acta.Cryst. E60
• [Journal Article] Reversible Photo-switching of Magnetization of Magnetic Iron Oxide Nanoparticles at Room Temperature. (2004)
  • Author(s): R.Mikami, M.Taguchi, K.Yamada, K.Suzuki, O.Sato, Y.Einaga
  • Journal Title: Angew.Chem.Int.Ed. 43 Pages: 6135-6139
• [Book] 新規クロミック材料の設計・機能・応用 (2005)
  • Author(s): 栄長泰明
  • Total Pages: 370
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Publications] 栄長泰明, 田口実, 李光明, 秋津貴城, 顧忠沢, 須貝威, 佐藤治: "Magnetization Increase of Iron Oxide by the Photo-induced Aggregation of Spiropyran."Chem.Mater.. 15. 8-10 (2003)
• [Publications] 佐藤治, 速水真也, 栄長泰明, 顧忠沢: "Control of the Magnetic and Optical Properties in Molecular Compounds by Electrochemical, Photochemical and Chemical Methods"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76. 443-470 (2003)
• [Publications] 田口実, 李光明, 顧忠沢, 佐藤治, 栄長泰明: "Magnetic Vesicles of Amphiphilic Spiropyran Containing Iron Oxide Particles on Solid State Substrate"Chem.Mater.. 15. 4756-4760 (2003)
• [Publications] 山本崇史, 室伏亜希子, 梅村泰史, 佐藤治, 栄長泰明: "Photoswitchable Magnetic Langmuir-Blodgett Films."Trans.Mater.Res.Soc.Jpn.. (掲載予定). (2004)
• [Publications] 山本崇史, 梅村泰史, 佐藤治, 栄長泰明: "Photoswitchable Magnetic Films : Prussian Blue Intercalated in Langmuir-Blodgett Films Consisting of an Amphiphilic Azobenzene and a Clay Mineral."Chem.Mater.. (掲載予定). (2004)
• [Publications] 栄長泰明, 三上理恵, 秋津貴城, 李光明: "Reversible Photocontrol of Molecular Assemblies of Metal Complex Containing Azo-Amphiphiles"Thin Solid Films. (掲載予定). (2004)