Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
金属酸化物は組成、構造、電子状態、金属間相互作用に応じて特異な光学特性、磁気特性、イオン伝導性、触媒特性等の多様な性質を示す。そのため、外部刺激による構造や特性の制御ができれば、センサーや記録材料等の高機能材料の開発が期待できる。本研究では、申請者が開発してきた金属酸化物クラスターの精密無機合成技術を基盤とした「金属酸化物ソフトクリスタル」を創製することを目的としている。本年度は、前年度に開発したVMn4クラスターの結晶内分子配列制御と磁気特性評価を進めるとともに、新たなカチオンとの複合化や、新規金属酸化物クラスターの合成を行った。VMn4クラスターは、テトラブチルアンモニウムカチオンとの複合結晶を形成する際に用いる溶媒を変えることにより、結晶内の分子配列を制御することができた。1,2－ジクロロエタンを溶媒として用いると分子配向が揃った結晶（結晶１）が得られたのに対し、ニトロメタンを溶媒として用いると2種類の分子配向を有する結晶（結晶２）が生成した。どちらの結晶においても、VMn4クラスターの分子構造は変化がなく、また、分子間距離は10 Å以上離れていた。直流磁化率測定を行ったところ、結晶１では、わずかな外部磁場によって長距離分子間強磁性相互作用が発現する特異な現象が観測された。一方、結晶２においては、このような分子間相互作用は観測されなかった。また、VMn4クラスターよりもスピンが小さなFeMn4クラスターでは、分子配向が揃った結晶においても、分子間強磁性相互作用は観測されなかった。以上より、高スピン分子が結晶内配向することで、長距離の分子間強磁性相互作用が発現することが分かった。また、これらの結晶に溶媒蒸気を暴露することにより、磁気特性を制御できることも見出した。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2019 2018 Other
All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 6 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)
Journal of the American Chemical Society
Volume: 141 Issue: 50 Pages: 19550-19554
10.1021/jacs.9b10569
Volume: 141 Issue: 19 Pages: 7687-7692
10.1021/jacs.9b02541
Inorganic Chemistry
Volume: 印刷中 Issue: 12 Pages: 7722-7729
10.1021/acs.inorgchem.9b00061
J. Mat. Chem. C
Volume: 7 Issue: 41 Pages: 12918-12925
10.1039/c9tc00740g
Volume: 57 Issue: 12 Pages: 6957-6964
10.1021/acs.inorgchem.8b00644
ACS Catalysis
Volume: 8 Issue: 11 Pages: 10809-10825
10.1021/acscatal.8b03498
