Development of multifunctional single molecule magnet carbon nanomaterials

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K05467
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Functional solid state chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Keiichi Katoh 東北大学, 理学研究科, 助教 (80374742)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 単分子磁石 / フラーレン / カーボンナノチューブ / 超分子化学 / 磁気異方性 / スピンダイナミクス

Outline of Final Research Achievements

We synthesized a hybrid compound of an single-molecule magnet (SMM) with a nano carbon material,and conducted research on its structural characteristics and physical properties.These nano carbon material has attracted attention as an electronic materials.We focused on the nano carbon material fullerene (C60) and carbon nanotube (CNT) and synthesized a supramolecular complex with SMMs.The SMM characteristics were maintained even in the hybrid compound, and it was confirmed that the magnetic characteristics were improved.From the viewpoint of improving the function of SMMs,it is suggested that the hybrid compound with the nano carbon materials are excellent in molecular design.

Free Research Field

機能構造物性化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題の研究成果をまとめると（1）構造の観点から、ＳＭＭとカーボンナノ材料との分子間相互作用の異方性によって希土類イオン周りの配位環境が大きく変わる。また、単層カーボンナノチューブの一次元内部空間を利用することでSMMの一次元配列制御が可能である。（2）配位構造および構造次元性に応じて希土類イオンの磁気異方性や磁気的相互作用に変化をもたらし、その結果磁気特性が変化することが明らかとなった。つまり、配位・配列環境を利用した磁気特性スイッチングの手法として、カーボンナノ材料とＳＭＭとの超分子錯体形成が有用であることが明らかとなった。