巨大スピンを有するMn12系単一次元鎖磁石の開発とその物性

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17036066
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 黒田 孝義 近畿大学, 理工学部, 助教授 (80257964)
• Keywords: 単一分子磁石 / 単一次元鎖磁石 / Mn12核錯体 / Schiff塩基配位子 / 架橋配位子 / 強磁性二量体

Research Abstract

(1)Mn12-ac-dppに対して、架橋配位子として、種々の架橋配位子を用いて、合成することにより、溶解度の低いポリマーが得られたが、単結晶化には現在のところ成功していない。磁気測定を行ったところ、いずれもMn12核錯体より劣るものの、単一分子磁性を示した。
(2)平面性配位子としてSchiff塩基系配位子H_2L1およびH_2L2を選び、Mn(III)との錯体を形成し一次元鎖磁石の形成を目指して実験をおこなった。用いたMn原料の違いや操作の違いにより1-3(L1^<2->)および4,5(L2^<2->)の結晶性固体が得られ、1-4について構造解析に成功した。これらはいずれも平面性の配位子がMnイオンを取り囲み、その上下から対アニオン(PhCO_2^-、あるいはN_3^-)と水が配位した単核錯体であった。拡張π系を通した相互作用により一次元的なつながりを持つ構造を有することが明らかとなった。磁気測定の結果、1,3,4では反強磁性的な相互作用が観測されたが、2,5において、50K以下の低温域でχ_MT値が上昇する強磁性的な相互作用が観測された。磁化率の解析から、2は二量体を形成し、二量体内では強磁性的な相互作用を有することがわかった。3K以下で、複素成分の立ち上がりが観測され、これは単一分子磁石であることを強く示唆するものである。5でも同様に交流磁化率の周波数依存性が確認できた。これらは、単核錯体の強磁性二量体が単一分子磁石の性質を示した最初の例である。平面性単核錯体を積層させて単一次元鎖磁石を形成するには、新たな配位子設計が必要であると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] MeOH-Coordinated Mn_<12> Single-Molecule Magnet : Structure and Magnetic Properties of [Mn_<12>O_<12>(OAc)_<16>(MeOH)_4] (2005)
  • Author(s): Bian, G.Q, Kuroda-Sowa, T., Gunjima, N., Maekawa, M., Munakata, M.
  • Journal Title: Inorg.Chem, Commun 8 Pages: 205-211
• [Journal Article] catena-Poly[[chlorodipyridinemanganese(II)]-μ^3-6-oxo-1,6-dihydropyridine-2-carboxylato (2005)
  • Author(s): Bian, G.Q, Kuroda-Sowa, T., Sugimoto, S., Maekawa, M., Munakata, M.
  • Journal Title: Acta Crystallographic C61 Pages: m144-m146
• [Journal Article] Synthesis, crystal structure and magnetic properties of Mn_<12> single-molecule magnets with naphthalenecarboxylate bridges, [Mn_<12>O_<12>(O_2CC_<10>H_7)_<16>(H_2O)_4] and its tetraphenylphosphonium salt (2005)
  • Author(s): Bian, G.Q, Kuroda-Sowa, T., Nogami, T., Sugimoto, K., Maekawa, M., Munakata, M., Miyasaka, H., Yamashita, M
  • Journal Title: Bull.Chem.Soc.Jpn 78 Pages: 1032-1039
• [Journal Article] Syntheses, crystal structures and magnetic properties of Mn12 single-molecule magnets with diphenylphosphate and their tetraphenylphosphonium salts (2005)
  • Author(s): Kuroda-Sowa, T., Bian, G.Q, Hatano, M., Konaka, H., Fukuda, S., Miyoshi, S., Maekawa, M., Munakata, M., Miyasaka, H., Yamashita, M.
  • Journal Title: Polyhedron 24 Pages: 2680-2690