2022 Fiscal Year Research-status Report
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19KK0358
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
志賀 拓也 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (00375411)
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| Project Period (FY) |
2020 – 2023
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| Keywords | 双安定性錯体 / プロトン / スピンクロスオーバー / 低次元錯体 / 多座配位子 / 圧力応答性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、双安定金属錯体をもちいたプロトン－電子連動物性を示す機能性材料を開発し、従来にない新しいメカニズムに基づく磁気電気効果や光誘起物性変換を達成し、さらに界面上・複合デバイス内での挙動を調べることで、単一分子のもつ光学特性・磁性・誘電性をナノレベルのデバイスやエネルギー変換材料へと応用する技術基盤を形成することを最終目標として研究を進めている。本研究課題の全研究期間を通して、以下の３つの研究を推進している。
（１）応力・電場応答性を示す双安定性材料の構築
（２）プロトン応答性双安定性錯体の基板界面への担持と単一分子スイッチング
（３）プロトン応答性双安定性錯体をもちいた全固体電池の開発
令和４年度は、（１）に関連して、応力応答性を示す化合物の開発と物性評価として、顕著な圧力応答性を示すスピンクロスオーバー錯体の合成と磁化率測定を行った。弱い圧力で顕著な圧力応答を示すと考えられる物質系として、長鎖アルキル基を導入したスピン平衡錯体の合成を試みた。その結果、異なる長さの炭素鎖をもつアルキル基の導入に成功し、それぞれの鉄単核錯体の単離および単結晶Ｘ線構造解析による構造決定に成功した。磁化率測定の結果、２００Ｋ～４００Ｋの温度領域でスピンクロスオーバーを示すことが明らかとなり、ピストンシリンダーセルをもちいた圧力印加状態での磁化率測定を行ったところ、一般的なスピンクロスオーバー錯体と比べて、大きな圧力依存性を示すことがわかった。今後は、スピン転移前後の構造変化や圧力印加状態での構造解析などを中心として、応答性に関して検討を行うとともに、アルキル基を利用した基板への担持に関して研究を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナ感染症の影響で、渡航禁止の状態であったが、制限が緩和されたため、現地での研究活動を行う準備のために１０日間渡航した。現地の設備等を確認し、今後の詳しい研究内容について詳細に予定を立てることができた。さらに、他の研究者とのディスカッションを行うことができ、錯体やポリ酸をもちいた化合物系のデバイス化や電池の研究などに関しても共同研究を計画することができた。また、研究対象であるプロトンー電子連動物性を示す機能性材料の原料となる錯体合成と分子修飾、およびデバイス化に向けた基礎的データの収集を行った。現在までに顕著な圧力応答性をしめす化合物の合成を行った。今後、現地での物性評価やデバイス化を進める。
海外共同研究者であるNottingham大学のGrahamNewton博士との共同研究を進めるためのディスカッションに関しては、十分に連絡をとっており、共著論文に関しても適宜執筆を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、得られた錯体の固体物性と溶液物性を詳しく調べ、デバイス化に向けた研究計画を立てる。特に、酸塩基応答性に関して詳しく調べ、基板に担持したときの測定手法に関してもAFM,TEMなどをもちいて検討を行う。必要があれば、様々な置換基をもつ類似錯体の合成も行い、幅広い応用ができるように準備をしておく。
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