Multi-functional properties of frustrated hybrid MOF systems

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05546
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: Kawata Satoshi 福岡大学, 理学部, 教授 (10211864)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 立太 福岡大学, 理学部, 准教授 (00736556)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: スピンフラストレーション / クラスターヘリケート

Outline of Final Research Achievements

In this research, we constructed a cluster helicate with spin frustration and aimed to explore new cross-correlation properties based on the concept of frustration. We tried to build a new spin structure by a topological approach and attempted to construct a new frustration system. First, using the method of synthesizing cluster helicates established by the applicant, we systematically synthesized heteronuclear, mixed-valence, and mixed-spin cluster helicates containing spin frustration. We investigated the formation of crystal lattices with spin frustration and polar spatial structures by controlling the topology of coordinate bonds using positional specificity.

Free Research Field

錯体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

金属錯体磁性クラスターを用いたスピンフラストレーションの研究は、1980 年代より伊達等により始められたが、新しいフラストレーション系の開発はなされていなかった。一方、配位高分子系では、三角格子状、あるいはかごめ格子状に配置を持つ化合物がいくつか知られているが、新交差相関物性発現に成功した例は全くない。しかし、本研究で得られた異核、混合原子価、混合スピンクラスターヘリケートはにおいては、新しい交差相関物性が見いだされる可能性が高いうえに、量子素子として道が開かれ、産業技術的なインパクト極めて高く、基礎研究としての意義は大きい。