新奇ヘテロ金属錯体の創生ー未知金属間相互作用の実験・理論的検証による学理の探究ー

• Project/Area Number: 23K13761
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 吉田 健文 和歌山大学, システム工学部, 講師 (40866472)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 錯体化学 / 相互作用 / ランタノイド / 白金 / ヘテロ金属錯体 / RIXS / 分子磁性

Outline of Research at the Start

急速なデジタル化に伴い高密度記憶媒体が必要とされている。実施者はｆ電子を制御する新しいコンセプトであるランタノイド（Ln）－Ptイオン間のドナーアクセプター相互作用を用い、本来、単分子のガドリニウム錯体が示さない遅い磁化緩和を発現させた。その過程において共鳴非弾性X線散乱（RIXS）測定により、金属間距離や理論計算からは相互作用がないと判断される錯体においても、相互作用があることを明らかにし、実際の物性を説明することが可能になった。本研究では、新たなLn－M錯体（M：遷移金属）を合成し、金属の違いによる系統的な変化を実験的・理論的な電子密度データの取得により相互作用の再評価を行っていく。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、新たなLn－M錯体（M：遷移金属）を合成し、金属の違いによる系統的な変化を実験的・理論的な電子密度データの取得により相互作用の再評価を目的に研究を行った（Ln：ランタノイド、Pt：白金）。以下二つのアプローチを示す。
１：Ln-Pt錯体の合成と物性の発現の調査、２：実験及び理論計算によりLn-Pt相互作用の定量化を行う。
１：新たなLa-、Er-、Ho-Pt錯体などを合成し結晶構造を得ることができた。これらの錯体のヘテロ金属間距離は、通常では相互作用がないと判定されるものであった。物性については、発光や磁性を中心に今後明らかにしていく。
２：X線非弾性散乱測定（RIXS）用い、これまでPtのK端RIXSにより相互作用を確定させていたが、新たにTb、DyのL端において測定方法の確立及び、相互作用を確定させた。このことにより、Pt側だけでなく、Tb、Dy側からもLn-Pt相互作用によるバンドの分裂が確認された。Er-、Ho-Pt錯体などのquantum theory of atoms in moleculesによる理論計算については今後進めていく。
本研究では、新たにLa-、Er-、Ho-Pt錯体などを合成し、また、RIXS測定ではTb、DyのL端において、測定方法の確立を行い、相互作用を確定させた。今後は、La-、Er-、Ho-Pt錯体において、RIXS測定と理論計算を行い実験と理論の差を確かめ、さらに新規Ln－M錯体の数を増やしていき、相互作用の未知領域を系統的な傾向を明らかにしていく必要がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

10月から和歌山大学に異動となり、PIとしてゼロから一人で研究室の設営を行ったため、特に合成面において遅れが発生している。一方、X線非弾性散乱測定（RIXS）においては、これまでPtのK端RIXSにより相互作用を確定させていたが、新たにTb、DyのL端において測定方法の確立及び、相互作用を確定させた。

Strategy for Future Research Activity

本研究では、新たにTb、DyのL端においてRIXS測定方法の確立及び、相互作用を相補的に確定させた。相互作用を可視化する方法の確立は着実に進んでいるものの、傾向を把握するには化合物群の数を増やす必要がある。今後の研究では、新規ヘテロ金属錯体の合成に力を入れたアプローチを行っていく。