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錯体化学の配位構造を利用した分子性ハニカム構造の創造とそれに伴う量子物性の実現

Research Project

Project/Area Number 20J22404
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小山 翔平  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords錯体化学 / 配位高分子 / 酸化還元 / 分子性導体
Outline of Research at the Start

現在、グラフェンに代表される二次元物質はその特徴的な対称性や次元性から数々の特異な物性が報告されている。このような特徴を持つグラフェンに倣い、多くの類似物質が無機固体において報告されているが、分子で構成される分子性固体においてその報告はほとんど例がない。本研究では錯体化学の知見を応用して分子性ハニカム構造を構築することで、分子性固体の特徴を活かした今までにない物質群の創製と物性開拓を目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は3回対称性を有するトリスキレート錯体を原料として二次元ハニカムシート構造を合成し、その新奇量子物性の開拓を行う研究であるが、研究の段階としては大きく分けて以下のようになる。
1)トリスキレート錯体に用いる配位子の合成、および配位子の電気化学的物性の調査
2)トリスキレート錯体の合成、および錯体の電気化学的物性の調査
3)二次元ハニカムシート構造の合成
4)ハニカムシート構造の物性探索
実際の研究では、3)の金属錯体の集積において目的の構造を得る事ができず、当初の目的の達成をすることができなかった。一方で、研究の中でベンゼントリイミド骨格を用いた新奇物性の発現を観測し、これらの物性を論文として報告する事ができた。具体的には、N,N’, N''-トリメチルベンゼントリイミドの分子性導体における反強磁性的相互作用-強磁性的相互作用のスピン状態変化、N,N’, N''-トリスキシレンベンゼントリイミドの遅い磁化緩和を観測した。これらの結果はそれぞれ、温度変化による構造の変化とバルキーな置換基の影響による結晶構造中の孤立化に帰属された。これらの結果をまとめ論文として報告した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Observation of slow magnetic relaxation phenomena in spatially isolated π-radical ions2023

    • Author(s)
      Koyama Shohei、Sato Kazunobu、Yamashita Masahiro、Sakamoto Ryota、Iguchi Hiroaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 25 Issue: 7 Pages: 5459-5467

    • DOI

      10.1039/d2cp06026d

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Benzenetriimide‐Based Molecular Conductor with Antiferro‐ to Ferromagnetic Switching Induced by Structural Change of π‐stacked Array2022

    • Author(s)
      Koyama Shohei、Horii Yoji、Sato Tetsu、Takaishi Shinya、Hoshino Norihisa、Akutagawa Tomoyuki、Iguchi Hiroaki
    • Journal Title

      ChemPhysChem

      Volume: 23 Issue: 19

    • DOI

      10.1002/cphc.202200322

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An electrically conductive metallocycle: densely packed molecular hexagons with π-stacked radicals2022

    • Author(s)
      Cui Mengxing、Murase Ryuichi、Shen Yongbing、Sato Tetsu、Koyama Shohei、Uchida Kaiji、Tanabe Tappei、Takaishi Shinya、Yamashita Masahiro、Iguchi Hiroaki
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 13 Issue: 17 Pages: 4902-4908

    • DOI

      10.1039/d2sc00447j

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis, Structure and Physical Properties of (trans-TTF-py2)1.5(PF6).EtOH: A Molecular Conductor with Weak CH-N Hydrogen Bondings2020

    • Author(s)
      Koyama Shohei, Kawai Morio, Takaishi Shinya, Yamashita Masahiro, Hoshino Norihisa, Akutagawa Tomoyuki, Kanno Manabu, Iguchi Hiroaki
    • Journal Title

      Crystals

      Volume: 10 Issue: 12 Pages: 1081-1081

    • DOI

      10.3390/cryst10121081

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Preliminary chemical reduction for synthesizing a stable porous molecular conductor with neutral metal nodes2020

    • Author(s)
      Koyama Shohei、Tanabe Tappei、Takaishi Shinya、Yamashita Masahiro、Iguchi Hiroaki
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 56 Issue: 86 Pages: 13109-13112

    • DOI

      10.1039/d0cc03541f

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Observation of slow magnetic relaxation in π-radicals isolated in crystal structures by chemical modification2022

    • Author(s)
      小山 翔平
    • Organizer
      Asian Conference of Coordination Chemistry
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分子性量子ビットを志向したπ共役ラジカル分子の開拓2022

    • Author(s)
      小山 翔平
    • Organizer
      分子科学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ベンゼントリイミド誘導体を原料とした電荷移動錯体の電気・磁気特性2021

    • Author(s)
      小山 翔平
    • Organizer
      CSJフェスタ
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ベンゼントリイミド誘導体を原料とした分子性導体の合成2020

    • Author(s)
      小山 翔平
    • Organizer
      日本化学会春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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