ナノ分子磁石における水素結合相互作用と磁気緩和ダイナミクスの解明
| Project/Area Number |
19K15525
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
三橋 了爾 金沢大学, GS教育系, 准教授 (60756667)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 単イオン磁石 / 分子間水素結合 / 磁気緩和ダイナミクス / 水素結合ネットワーク / コバルト(II)錯体 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、水素結合ドナーおよびアクセプターを有する二座配位子を用いた四面体型コバルト(II)錯体を合成し、その水素結合ネットワーク構造と静的および動的な磁気的性質を明らかにする。そして、四面体型コバルト(II)錯体の磁気緩和挙動への分子間の磁気的相互作用の影響を解明する。本研究によって得られる成果は、単分子磁石化合物の磁気緩和挙動を制御し、実用可能な単分子磁石化合物の開発に寄与すると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、サブナノスケールの磁石である単分子磁石化合物における分子間距離や分子配列を水素結合相互作用によって制御することで、分子間の磁気的相互作用の磁気緩和ダイナミクスへの影響を解明することを目的としている。単分子磁石化合物は、次世代の高密度記録素子や量子情報処理への応用が期待されているが、ゼロ磁場下では磁化の量子トンネリング(QTM)による素早い磁気緩和により磁気情報を維持できない。申請者は単分子磁石化合物に分子間相互作用を導入することで量子トンネリングの抑制に取り組む。
前年度までは、四面体型配位構造を有するN2O2型およびO2X2型コバルト(II)錯体に分子間水素結合を導入することで1次元鎖状ネットワークを形成し、鎖内の分子間距離と磁気緩和時間の相関について比較検討してきた。その結果、錯体間距離が0.6 nm程度かつ2組の隣接錯体間距離が非等価な場合により効果的にQTMが抑制されることがわかった。本年度は、コバルト(II)イオン以外の磁気イオンについて検討するためにランタノイド(Ln)錯体の合成と結晶構造解析に取り組んだ。トリスキレート型のコバルト(III)錯体を錯体配位子としてLn(III)イオンと反応させることでCo-Ln-Co型の三核錯体が得られた。本錯体は、QTMの経路の一つである面内磁気異方性をもたない擬三回対称性を有するためQTMの抑制が期待できる。一方で、結晶中の分子間距離が1 nm以上あり、分子間の磁気的相互作用は無視できるほど離れていることがわかった。そのため、分子間相互作用と磁気ダイナミクスの相関を調査するためには、異なる結晶系で結晶化する必要があることがわかった。
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Report
(5 results)
Research Products
(62 results)
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[Journal Article] Preparation and Crystal Structure of Tetrakis(μ-2,4,5-trimethoxybenzoato-κO:κO′)bis[(methanol)copper(II)]-N,N-dimethylformamide (1/2) in Relation to Adsorption Property for N22021
Author(s)
M.Mikuriya, C. Yamakawa, K.Tanabe, R. Nukita, D. Yoshioka, R. Mitsuhashi, H.Tanaka, M. Handa, M. Tsuboi
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Journal Title
X-ray Struct. Anal. Online
Volume: 37
Issue: 0
Pages: 35-37
DOI
NAID
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Peer Reviewed / Open Access
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