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3次元πラジカル結晶の作製と物性

Research Project

Project/Area Number 16J10893
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

水野 麻人  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords3次元結晶 / 有機ラジカル / 有機磁性体 / スピンフラストレーション / スピン液体 / ラジカル
Outline of Annual Research Achievements

K4構造は、ダイヤモンド構造と同様の高い対称性をもつ3次元キラル構造であり、その理論計算では、ディラックコーン等の特徴的なバンド構造が予見されるなど、固体物性化学の分野で注目を集めている。Naphthalene diimide-Δ(NDI-Δ)は、立体的なπ共役系を有する三角形型の電子受容性分子であり、そのラジカルアニオン結晶ではNDI-ΔがK4構造を形成する。前年度、申請者はNDI-Δを用いて、(TBA)1.5(NDI-Δ) (TBA = tetrabutylammonium)なるラジカルアニオン塩(K4結晶)の作製に成功し、そのスピン格子がハイパーカゴメ格子に対応すること、更に、3次元スピンフラストレーションによりスピン液体状態になっていることを明らかにした。本年度は、(TBA)1.5(NDI-Δ)の比熱に関する更に詳細な検討を行い、スピン液体状態比熱の特異な温度依存性(∝ T0.62)を見出した。本系は有機ラジカルからなる初めての3次元スピンフラストレーション系であるため、この結果はスピン液体状態に関する重要な知見を与えるものとして、今後の理論的な検証・理解が望まれる。また、NDI-Δのラジカルアニオン塩に環状多座配位子を導入することで、K4構造と異なる新たな3次元構造の構築に成功した。NDI-Δのような立体π共役分子は、3次元πラジカル結晶の構築・物性探索に有用な系であると考えられる。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] The University of Edinburgh(United Kingdom)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] 3D Spin-Liquid State in an Organic Hyperkagome Lattice of Mott Dimers2017

    • Author(s)
      A. Mizuno, Y. Shuku, M.M. Matsushita, M. Tsuchiizu, Y. Hara, N. Wada, Y. Shimizu, and K. Awaga
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 119 Issue: 5 Pages: 057201-057201

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.057201

    • NAID

      120006795652

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Spin Frustration in an Organic Hyperkagome Lattice of a Chiral Triangular Radical2018

    • Author(s)
      水野麻人、珠玖良昭、松下未知雄、土射津昌久、原佑樹、和田信雄、清水康弘、阿波賀邦夫
    • Organizer
      IGER2017年度年次報告会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機ハイパーカゴメ格子における量子スピン液体状態2017

    • Author(s)
      水野麻人、珠玖良昭、松下未知雄、土射津昌久、原佑樹、松下琢、和田信雄、清水康弘、阿波賀邦夫
    • Organizer
      第11回分子科学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 三角形型πラジカルがつくる有機ハイパーカゴメ格子の量子スピン液体状態2017

    • Author(s)
      水野麻人、珠玖良昭、松下未知雄、土射津昌久、原佑樹、松下琢、和田信雄、清水康弘、阿波賀邦夫
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Structures and Physical Properties of 3D K4 Crystals Formed by Triangular Organic Radicals2017

    • Author(s)
      水野麻人
    • Organizer
      IGER2016年度年次報告会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of 3D crystal structures formed by triangular π radical anions2016

    • Author(s)
      Asato Mizuno, Yoshiaki Shuku, Rie Suizu, Michio M. Matsushita, Masahisa Tsuchiizu, Yuuki Hara, Nobuo Wada, Kunio Awaga
    • Organizer
      Pre-ICMM 2016 in Nagoya
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Crystal Structures and Physical Properties of the Molecular K4 Crystals Formed by a Triangular π Radical Anion2016

    • Author(s)
      Asato Mizuno, Yoshiaki Shuku, Rie Suizu, Michio M. Matsushita, Masahisa Tsuchiizu, Nobuo Wada, Kunio Awaga
    • Organizer
      ICMM 2016
    • Place of Presentation
      Sendai International Center
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 三角πラジカルがつくる3次元結晶構造の低温物性2016

    • Author(s)
      水野麻人、珠玖良昭、水津理恵、松下未知雄、土射津昌久、和田信雄、阿波賀邦夫
    • Organizer
      第10回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      神戸ファッションマート
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 三角πラジカルがつくる3次元結晶構造と物性2016

    • Author(s)
      水野麻人、珠玖良昭、水津理恵、松下未知雄、土射津昌久、和田信雄、阿波賀邦夫
    • Organizer
      第25回有機結晶シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal Structures and Physical Properties of the 3D Crystals Formed by Triangular π Radical Anions2016

    • Author(s)
      Asato Mizuno
    • Organizer
      Core-to-Core / Leverhulme Trust Joint Workshop on Organic Electronics of Highly-Correlated Molecular Systems
    • Place of Presentation
      National Research University-Novosibirsk State University & Novosibirsk Institute of Organic Chemistry
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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