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Study of the spin state of dimetallofullerene anions by multi-frequency ESR

Research Project

Project/Area Number 15K05481
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Kodama Takeshi  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (20285092)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古川 貢  新潟大学, 研究推進機構, 准教授 (90342633)
加藤 立久  京都大学, 国際高等教育院, 教授 (80175702)
Research Collaborator NAKATORI Natsumi  
MITANI Takuji  
KOBAYASHI Kazuhiro  
NISHIMOTO Shinya  
TAKAI Ryoya  
YOSHIDA Shun  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords複核金属内包フラーレン / スピン状態 / 多周波数ESR
Outline of Final Research Achievements

Isolation method of M2@C80, which is only stable in its anion form, was developed for Y2@C80 as a typical example. Gd2@Cn(n=78,80) anions were isolated and it was shown that their spin states were S=15/2 by ESR spectroscopy. In addition, GdM@C78(M=Sc, La) anions, in which M is a metal with no spin, were also isolated and it was clarified that their spin states were S=4 by ESR spectroscopy. As a result, it was confirmed that the interaction between a spin S=7/2 for Gd and a spin S=1/2 for an electron on the dimer MO is ferromagnetic. It was demonstrated that the spin state for Tm2@C78 anion is described by an effective spin S=1/2. Theoretical calculation for M2@Cn anion was also performed.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (20 results)

  • [Journal Article] Theoretical Insights into the Electronic Structures and Stability of Dimetallofullerenes M2@Ih-C802017

    • Author(s)
      Archana Velloth; Yutaka Imamura; Takeshi Kodama; Masahiko Hada
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 121 Issue: 33 Pages: 18169-18177

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b03533

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum Chemical Study on Endohedral Heteronuclear Dimetallofullerene M1M2@Ih-C80 Toward Molecular Design2017

    • Author(s)
      Archana Velloth; Yutaka Imamura; Takeshi Kodama; Masahiko Hada
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 121 Issue: 49 Pages: 27700-27708

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b08302

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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] Spectroscopic studies of dimetallofullerene anions encapsulating Nd2018

    • Author(s)
      西本真也、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
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    • Author(s)
      小林和博、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
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      髙井良也、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
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    • Author(s)
      三谷拓示、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
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      吉田俊、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
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      三谷拓示、中鳥なつみ、山口貴久、小林樹来、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第10回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      神戸ファッションマート(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2017-09-13
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      中鳥なつみ、冨樫愛美、三谷拓示、山口貴久、古川貢、加藤立久、藤田渉、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第10回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      神戸ファッションマート(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2017-09-13
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      中鳥なつみ、三谷拓示、山口貴久、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第52回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学伊藤国際学術研究センター(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-03-01
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  • [Presentation] Production and Characterization of Hetero-dimetallofullerene:GdY@C80(Ih)2017

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      三谷拓示、中鳥なつみ、山口貴久、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第52回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学伊藤国際学術研究センター(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-03-01
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Attempt to produce dimetallofullerenes containing Yb2017

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      小林和博、三谷拓示、中鳥なつみ、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第52回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
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      東京大学伊藤国際学術研究センター(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-03-01
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  • [Presentation] Spectroscopic sutdies of La2@C78 anon2017

    • Author(s)
      西本真也、小林和博、平山貴晟、三谷拓示、中鳥なつみ、山口貴久、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
    • Organizer
      第52回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学伊藤国際学術研究センター(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-03-01
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  • [Presentation] GdM@C80(Ih)(M=Y,La)アニオンの合成とキャラクタリゼーション2017

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      三谷拓示、山口貴久、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第11回分子科学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Ybを含む二核金属内包フラーレンの探索2017

    • Author(s)
      小林和博、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第11回分子科学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Ndを含む二核金属内包フラーレンアニオンの分光学的研究2017

    • Author(s)
      西本真也、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
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      第11回分子科学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum-Chemical Studies on Lanthanide encapsulated metallofullerenes towards designing functional materials2017

    • Author(s)
      Archana Velloth, Yutaka Imamura, Takeshi Kodama, Masahiko Hada
    • Organizer
      第11回分子科学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 炭素ケージに内包された金属ダイマーの物理化学2017

    • Author(s)
      兒玉健
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      第56回電子スピンサイエンス学会年会SEST2017
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Gd,Y金属が2個内包されたフラーレン類のESRスペクトル2016

    • Author(s)
      山口貴久、中鳥なつみ、三谷拓示、菊地耕一、兒玉健、古川貢、加藤立久
    • Organizer
      第50回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学伊藤国際学術研究センター(東京都・文教区)
    • Year and Date
      2016-02-19
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  • [Presentation] Isolation and Characterization of the hidden metallofullerene: Y2@C782016

    • Author(s)
      中鳥なつみ、三谷拓示、山口貴久、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
    • Organizer
      第50回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学伊藤国際学術研究センター(東京都・文教区)
    • Year and Date
      2016-02-19
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Isolation and characterization of Gd2@C80 anion whose spin state is S=15/22016

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      三谷拓示、中鳥なつみ、山口貴久、小林樹来、古川貢、加藤立久、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
    • Organizer
      第50回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学伊藤国際学術研究センター(東京都・文教区)
    • Year and Date
      2016-02-19
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] A new method for the isolation of the hidden metallofullerenes like Y2@C802015

    • Author(s)
      中鳥なつみ、冨樫愛美、藤田渉、菊地耕一、阿知波洋次、兒玉健
    • Organizer
      第49回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡県・北九州市)
    • Year and Date
      2015-09-07
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      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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