1999 Fiscal Year Annual Research Report

水素-スピン-格子結合系のメカニズムのミクロ解明と巨視的物性

Research Project

Project/Area Number	11133213
Research Institution	Gunma University
Principal Investigator	武田定群馬大学, 工学部, 助教授 (00155011)
Keywords	磁性体結晶 / 磁気的相互作用 / 電子スピン密度分布 / 水素結合性金属錯体 / 常磁性NMRシフト / マジック角回転固体NMR / 超微細結合定数 / スピン転移の制御
Research Abstract	結晶中での水素結合による磁気的相互作用(水素-スピン)やその同位体置換効果(水素-スピン-格子),また結晶水やドープした非磁性イオンが磁性金属イオンの配位子場を変調させスピン転移挙動を制御する現象をマジック角回転重水素核固定高分解能NMRを用いた微視的視点から解明した(スピン-格子). 1.昨年度の成果に加えて,Cu(II)-OH・・・O-Cu(II)という短い水素結合を持つ物質Cu_2(H_3O_2)(XO_4)_2,M=Na、K、Rb,X=S、Seの磁気的相互作用を調べた.M=Rb,X=Seの塩では水素結合中のHをDに置換すると,強磁性的相互作用が50%近く変化するが,これは重水素化により水素-格子相互作用が変化し水素結合構造が変化することが要因であることを解明した.同位体置換効果は最も水素結合の短いM=Na,X=Sの塩でも見られるが,この場合は水素結合の明確な構造変化は見られず,電荷分布の変化と関連してさらに興味深い. 2.水素化物イオンにより架橋された磁性イオンが層状構造を作る磁性物質,Ni(OD)_2、Cu_2(OD)_3N(CN)_2の金属イオン層内での磁気的相互作用を重水素化した水酸化物イオンのNMRスペクトルにより調べた.Ni(OD)_2では層内に強磁気的相互作用が、Cu_2(OD)_3N(CN)_2では強磁性的相互作用を持つCu鎖と反強磁性的相互作用を持つCu鎖とが共存し拮抗していることがわかった. 3.結晶水の数により高スピン-低スピンのスピン転移挙動が大きく変わるFe(II)錯体[Fe(R-triazole)_3]X・nD_2Oでは,そのスピン転移温度近傍で水分子は極めて動きやすいこと,また水分子はFe(II)イオンのそばに取り込まれ配位子場に影響を与えていることをD-NMRに現われる超微細結合定数などから明らかにした. 4.Naイオンをドープすることによりスピン転移を引き起こすNa_<2X>Co_<1.5-X>[Fe(CN)_6]nD_2Oでは,重水素NMRから金属にごく接近した水と離れた水が1:1で存在すること,また^<13>Cをエンリッチした物質の^<13>C-NMRの超微細結合定数から炭素が配位しやすいFe(III)のスピン変化がスピン転移の要因であることを明らかにした.

Research Products
(9 results)

All Other

All Publications (9 results)

[Publications] G.Maruta: "Solid State High Resolution ^1H and ^2D NMR Study of the Electron Spin Density Distribution of Hydrogen-Bonded Organic Ferromagnetic compond 4-Hydroxyimino-TEMPO"J.Am.Chem.Soc.. Vol. 121. 424-431 (1999)
[Publications] S.Takeda: "Local Magnetic Structure of Layered Compounds Cu_2(OD)_3X with Exchangeable Acid Anion X Studied by Solid State High Resolution deuterium NMR"Mol.Crys.Liq,Cryst.. Vol. 335. 723-733 (1999)
[Publications] G.Maruta: "Magic Angle Spinning ^1H-NMR Stusy of the Spin Density Distribution of Pyrodyl Nitronyl Nitroxides in the Crystalline Phase"Mol.Crys.Liq,Cryst.. Vol. 334. 295-304 (1999)
[Publications] G.Maruta: "Solid State High Resolution NMR Studies of Electron Spin Densities in Charge-Transfer Complex-Based Organic Ferromagnets"Synth.Metals. Vol. 103. 2333-2334 (1999)
[Publications] A.Oda: "Theoretical Studies of Magnetic Interactions in 31,51-Dihydroxyphenyl Nitronyl Nitroxide Crystal"Mol.Crys.Liq,Cryst.. Vol. 335. 1345-1354 (1999)
[Publications] K.Sato: "Hyperfine Interactions of ^<19>O in TiO_2 and Quadrupole Moments of ^<13,19>O"Hyperfine Interactions. Vol. 120. 661-665 (1999)
[Publications] T.Kawakami: "Theoretical Studies on Magnetic Interaction in TMAO"Mol.Crys.Liq,Cryst.. Vol. 335. 1409-1418 (1999)
[Publications] R.Imamura: "A new role for phosphorous in graphaitization of phenolic resin"Carbon. Vol. 37. 261-267 (1999)
[Publications] S.Takeda: "Variable Magnetism of Layer-structured Compounds Cu_2(OD)_3X with Exchangeable AmionX Magnetic Local Structure and Magnetic Interactions Determined by Solid-"Mol.Crys.Liq,Cryst.. (印刷中).

1999 Fiscal Year Annual Research Report

水素-スピン-格子結合系のメカニズムのミクロ解明と巨視的物性

Principal Investigator

武田 定 群馬大学, 工学部, 助教授 (00155011)

Research Products

[Publications] G.Maruta: "Solid State High Resolution ^1H and ^2D NMR Study of the Electron Spin Density Distribution of Hydrogen-Bonded Organic Ferromagnetic compond 4-Hydroxyimino-TEMPO"J.Am.Chem.Soc.. Vol. 121. 424-431 (1999)

[Publications] S.Takeda: "Local Magnetic Structure of Layered Compounds Cu_2(OD)_3X with Exchangeable Acid Anion X Studied by Solid State High Resolution deuterium NMR"Mol.Crys.Liq,Cryst.. Vol. 335. 723-733 (1999)

[Publications] G.Maruta: "Magic Angle Spinning ^1H-NMR Stusy of the Spin Density Distribution of Pyrodyl Nitronyl Nitroxides in the Crystalline Phase"Mol.Crys.Liq,Cryst.. Vol. 334. 295-304 (1999)

[Publications] G.Maruta: "Solid State High Resolution NMR Studies of Electron Spin Densities in Charge-Transfer Complex-Based Organic Ferromagnets"Synth.Metals. Vol. 103. 2333-2334 (1999)

[Publications] A.Oda: "Theoretical Studies of Magnetic Interactions in 31,51-Dihydroxyphenyl Nitronyl Nitroxide Crystal"Mol.Crys.Liq,Cryst.. Vol. 335. 1345-1354 (1999)

[Publications] K.Sato: "Hyperfine Interactions of ^<19>O in TiO_2 and Quadrupole Moments of ^<13,19>O"Hyperfine Interactions. Vol. 120. 661-665 (1999)

[Publications] T.Kawakami: "Theoretical Studies on Magnetic Interaction in TMAO"Mol.Crys.Liq,Cryst.. Vol. 335. 1409-1418 (1999)

[Publications] R.Imamura: "A new role for phosphorous in graphaitization of phenolic resin"Carbon. Vol. 37. 261-267 (1999)

[Publications] S.Takeda: "Variable Magnetism of Layer-structured Compounds Cu_2(OD)_3X with Exchangeable AmionX Magnetic Local Structure and Magnetic Interactions Determined by Solid-"Mol.Crys.Liq,Cryst.. (印刷中).

武田定群馬大学, 工学部, 助教授 (00155011)