2018 Fiscal Year Annual Research Report
レアメタルフリーナノサイズ分子磁石合成の新展開-量子相制御と量子巨大応答-
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17H04800
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
姜 舜徹 広島大学, 工学研究科, 准教授 (90597006)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / 金属錯体 / 分子磁石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者はこれまでに，電子スピンを持つ金属イオンを，金属間の磁気的相互作用が期待できるシアノ基で架橋した超分子金属錯体の開発研究を通じて，Feイオン42個からなるナノサイズ分子磁石(Fe42: 磁石の大きさが90ボーアの世界最高値を示す)の開発に成功してきた。本研究ではFe42核ナノサイズ分子磁石のFeイオンをMnイオン, Niイオンに置換することで新奇機能を発現する新規ヘテロメタル混合原子価ナノサイズ分子磁石の開発を目的として研究を行っている。昨年度までにFe24Mn18, Fe24Ni18の新規ナノサイズ分子磁石の合成手法の確立に成功しており，本年度は，その詳細な電子状態の解析を行った。
具体的には，XPS測定, メスバウアー測定，SQUID測定, XAS測定, UV-ViS-NIR測定, IR測定を行い，42核からなる金属ケージ骨格がとりうる混合原子化状態が, 非常に多様であり柔軟であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目的とするヘテロメタルナノサイズ分子磁石の合成を下記の手法で確立した。
X(CF3SO3)2 [X = Mn, Ni]とL-ascorbic acidを溶かした水溶液と, 錯体配位子Li[Fe(Tp)(CN)3] (Tp = hydrotris(pyrazolyl)borate), 有機配位子1,3-di(4-pyridyl)propane (dpp)を溶かした水溶液を試験管中で反応させることで立方体結晶として得る。
また，得られた結晶について, 単結晶X線構造解析及びSQUIDによる磁化率の温度依存性の測定を行った。またXPS測定, メスバウアー測定, XAS測定によりその電子状態の解析を行った。光学特性は，UV-Vis-NIR, およびFT-IRの分光光度計により評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度は，錯体配位子Li[Fe(Tp)(CN)3]のFeイオンを他種金属イオン(A)に置換することで，Fe24X18錯体系ではなくA24X18錯体系への合成を狙っていたが，上手くいかなかった。そこで，置換基を変化させた錯体配位子を用いることで，その溶解性，反応性を調節しながらA24X18錯体系合成を目指す。
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