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ダイナミックな複合的電子物性変換を示す新規機能性錯体分子の開発

Publicly Offered Research

Project AreaStimuli-responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules
Project/Area Number 25109533
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

金川 慎治  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (20516463)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords複合機能性分子 / 外場感応性分子 / スピン転移錯体 / 有機導電性分子 / 異核錯体 / 分子内電子移動 / 高スピン分子 / 鉄クラスター / 外場感応性 / 固体電子物性 / 錯体分子 / 光スイッチ
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、電子スピンの化学を基盤とし、「感応性化学種」を融合させることで、電子の織りなす磁性、電導性や誘電性といった様々な物性が外場に対して協同的に感応する革新的複合機能性錯体の創成を目的として行った。
今年度は、昨年度までに得られた、スピン転移錯体と有機導電性分子とを複合化した新規ハイブリット分子材料の開発研究をさらに発展させることで、「一次元カラム状の分離積層構造を有する新規ハイブリッド分子の合成に成功」し、この化合物の物性測定を行った。具体的には、アニオン性鉄錯体と導電性有機分子TMTSFからなる新規ハイブリッド分子を定電流電解結晶化法にて単結晶として得た。X線結晶構造解析により、TMTSFと鉄錯体の比は13:12であり、TMTSFは部分酸化状態にあることが明らかとなった。磁気測定において、60 K以上でのなだらかなスピン転移挙動が観測された。さらに、低温での光磁気特性の検討により、光刺激による高スピン状態への磁気スイッチング特性が観測された。一方、単結晶での電気抵抗測定により、このハイブリッド分子は室温で比較的高抵抗であり、その温度依存性から半導体的であることを明らかにした。今回得られたTTF系分子と鉄錯体からなるハイブリッド分子の合成やそのスピン転移挙動は今まで報告されておらず、初めての例である。
加えて、感応性分子を指向し、「原子価互変異性を示す異核複核錯体」、「かご状鉄42核錯体」の2つの分子系についても検討を行うことで、それぞれ新規感応性分子を得ることに成功した。
前者においてはキラリティを利用した新規合成戦略によって、分子レベル、結晶レベルで方向のそろった外場感応性の分子内電子移動を示す分子系が構築できることを見出した。後者においては90/2という巨大な基底スピン状態を示すかご状鉄クラスターにおいて、熱誘起の金属間電子移動挙動を見出し、報告した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A Ferromagnetically Coupled Fe42 Cyanide-Bridged Nanocage2015

    • Author(s)
      S. Kang, H. Zheng, T. Liu, K. Hamachi, S. Kanegawa, K. Sugimoto, Y. Shiota, S. Hayami, M. Mito, T. Nakamura, M. Nakano, M. Baker, H. Nojiri, K. Yoshizawa, C. Duan, and O. Sato
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 5955-5955

    • DOI

      10.1038/ncomms6955

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 機能性異核複核錯体分子の新規合成法と電子物性研究2015

    • Author(s)
      金川慎治・姜 舜徹・佐藤 治
    • Organizer
      日本化学会 第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Molecular-based Hybrid Materials Consisted of Spin Crossover Complex and Organic Conductive Molecules2014

    • Author(s)
      Shinji Kanegawa and Osamu Sato
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学 第2回若手国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学基礎工学 国際棟シグマホール
    • Year and Date
      2014-12-09 – 2014-12-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] キラリティを利用した機能性複核錯体分子の合成と電子物性2014

    • Author(s)
      金川 慎治・姜 舜徹・佐藤 治
    • Organizer
      錯体科学会第64回討論会
    • Place of Presentation
      中央大学 後楽園キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アニオン性Fe(III)スピン転移錯体と有機導電分子 からなる新規複合機能性分子の開発2014

    • Author(s)
      金川慎治・渡邉 健太・高橋一志・姜 舜徹・佐藤 治
    • Organizer
      錯体科学会第64回討論会
    • Place of Presentation
      中央大学 後楽園キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NEW HYBRID-MOLECULAR MATERIALS CONSISTING OF ORGANIC CONDUCTIVE MOLECULE AND POTENTIAL ANIONIC SPIN CROSSOVER COMPLEX2014

    • Author(s)
      Shinji Kanegawa, Kenta Watanabe, Kazuyuki Takahashi, Soonchul Kang and Osamu Sato
    • Organizer
      The 14th International Conference on Molecular-based Magnets
    • Place of Presentation
      Saint Petersburg, Russia
    • Year and Date
      2014-07-05 – 2014-07-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 外場によるダイナミックな電子物性変換を示す新規ハイブリッド分子材料の開発研究2014

    • Author(s)
      金川 慎治・渡邉 健太・佐藤 治
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学 第3回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2014-06-16 – 2014-06-17
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アニオン性Fe(III)錯体と有機導電分子からなる新規複合機能性分子の合成と物性評価2014

    • Author(s)
      渡邉健太・金川慎治・姜 舜徹・佐藤 治・高橋一志
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • Place of Presentation
      名古屋大学 東山キャンパス
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ダイナミックな複合的電子物性変換を示す新規機能性錯体分子の開発2013

    • Author(s)
      金川 慎治・佐藤 治
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学 第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学 百年記念講堂
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] TTF系導電性分子と鉄スピン転移錯体からなる新規ハイブリッド分子材料の合成と物性2013

    • Author(s)
      金川 慎治・渡邉 健太・姜 舜徹・佐藤 治
    • Organizer
      第63回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      琉球大学 千原キャンパス
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 外場による導電性制御を目指した新規複合機能性分子の開発2013

    • Author(s)
      渡邉 健太・金川 慎治・姜 舜徹・佐藤 治
    • Organizer
      第63回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      琉球大学 千原キャンパス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Properties of New Hybrid Molecular Materials, Consisting of TTF Analogues and Iron(III) Spin Crossover Complexes2013

    • Author(s)
      Shinji KANEGAWA, Kenta WATANABE, Soonchul KANG and Osamu SATO
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学 第1回若手国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      TOKOホテル(五反田)
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      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] PRESS RELEASE(2015/01/06)

    • URL

      http://www.kyushu-u.ac.jp/pressrelease/2015/2015_01_06.pdf

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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