2015 Fiscal Year Annual Research Report
フタロシアニン多層積層型錯体を用いた分子デバイスの創出および新規物性の開拓
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14J02656
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
堀井 洋司 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | フタロシアニン / 単分子磁石 / 電気化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究員は、フタロシアニン多層積層型錯体を用いたデバイスおよび新規物性の開拓を目的に研究を行っている。本年度は、化学酸化によるTb錯体の磁性スイッチングを目的とした。フタロシアニン多層積層型錯体は、その磁気特性に加え、分子軸方向に拡張したπ共役系を有する興味深い系である。π共役系から電子を抜き出す、すなわち酸化することにより、その磁気特性の多段階スイッチングが可能になると予想される。本申請者は、スペイン・バルセロナ自治大学との共同研究により、3層(TbTb)、4層(TbCdTb)、5層錯体(TbCdCdTb) の多電子酸化種の単離を行い、酸化種の 単分子磁石特性スイッチングを試みた。各酸化種は大気下でも比較的安定であり、固体サンプルを得ることができた。フタロシアニンの積層枚数が増えるにしたがって、より高い酸化状態まで単離することができた。特に、TbCdCdTb に関しては、電気分解 により 5+まで、化学酸化により 4+までの酸化状態を取り出すことに成功した。また、TbCdCdTb の各酸化状態に対して交流磁化率測定を行ったところ、酸化状態にしたがって異なる SMM挙動を示した。おそらくは、酸化に伴うπラジカルの生成と分子構造の変化が単分子磁石特性のスイッチングに影響を与えていることが示唆された。これまでの 単分子磁石研究において、TbCdCdTb のように５段階の磁性スイッチングを行った例は本研究が初めてである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度、本研究員はフタロシアニン多層積層型錯体の酸化による単分子磁石特性スイッチングを行い、結果的にこれに成功した。今現在、さらに詳しい解析を行うことで、磁性スイッチングの機構を解明する。しかしながら、当初の研究テーマとの乖離が見られることから、上記評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
フタロシアニン多層積層型錯体の酸化に伴う単分子磁石特性の変化について、DFT計算、NMRなどの手法を用いて解析を行う予定である。また、TbCdCdTb以外の錯体についても、その磁気特性を解明し、論文としてまとめる予定である。
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