2022 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative Functions Originating from Unexploited Electronic States in Nanowire Metal Complexes
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19H05631
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山下 正廣 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (60167707)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高石 慎也 東北大学, 理学研究科, 准教授 (10396418)
井口 弘章 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30709100)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Keywords | ハロゲン架橋金属錯体 / モット絶縁体 / パイエルス絶縁体 / 電子状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体の新しい電子状態の発現は新しい機能の発見に繋がり、新しい学問分野の開拓を促してきた。本研究では、ハロゲン架橋金属錯体(MX錯体)の未踏の電子状 態にひそむ新しい機能の創出を目的とし、本年度は【テーマ3】MX錯体への多孔性の導入による化学ドーピングの実現に関して重点的に検討した。
多孔性を導入した擬一次元塩素架橋Pt錯体[{[Pt(en)2][PtCl2(en)2]}3] [{(MnCl5)Cl3}2]-12H2O (en = ethylenediamine) を新規合成し、一次元チャンネル構造を持つ、一本鎖のMX錯体であることが明らかになった。さらに、水分子吸脱着に伴う構造や物性変化のin-situ追跡を行った。脱水後の単結晶X線構造解析から、一次元チャンネルに電子密度が存在しない空の状態の構造を決定することに成功した。この脱水状態のフレームワーク構造は吸着状態の構造と全く同一であり、MX錯体のフレームワークは非常に強固で多孔性材料として優れていることが分かった。更に興味深いことに、磁性を持つ対アニオンのMnCl5錯体は水分子が吸着した状態では遅い磁化緩和を示すのに対し、脱水後では磁化緩和が著しく速くなることが明らかになった。これは、吸着状態では水分子によるフォノン散乱が支配的になることで磁化緩和のフォノンボトルネック効果が起きたためと考えられる。多孔性分子磁石はこれまで多数報告されているが、ほとんどの場合、磁性の変化は構造変化に起因する。フォノン散乱によるものは報告されておらず、極めて珍しい磁気緩和現象を発見した。
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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
今回、世界で初めてゲスト分子脱着可能な一本鎖ハロゲン架橋金属錯体を合成することに成功した。さらに、ゲスト分子脱着に関連した物性変化も観測することができた。よって、概ね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
(2S,3S)-2,3-diaminobutane-1,4-diol (dabdOH) を配位性官能基を持つ配位子へと変換し、置換不活性なPd、Ptイオンを用いてMX錯体を合成する。溶液中にMn2+ (六配位) やパドルホイール型二核錯体 (直線型二配位) を共存させ、多孔性MX錯体を得る。この結晶を酸化還元活性なゲスト分子の溶液に浸漬させて細孔内に分子を吸着させ、MX錯体との間で電荷移動を起こす。これに伴う多孔性MX錯体の構造変化や電子状態変化による急激な電子物性変換、化学ドーピング量の連続的制御を実現する。
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Research Products
(5 results)
