2015 Fiscal Year Annual Research Report
希土類量子磁石の磁気特性向上と量子ダイナミクスの解明
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23350067
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| Research Institution | Nara Women's University |
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Principal Investigator |
梶原 孝志 奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (80272003)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子磁性 / 分子設計 / 希土類 / 錯体 / 磁化緩和 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
希土類金属イオンを基盤とする超常磁性錯体「単分子磁石」を対象に、ミリ秒程度の遅い磁化緩和現象の詳細について、金属イオンの配位構造の異方性と磁化の異方性の相関という視点より解明を進めた。希土類金属イオンLn(III)は軌道角運動量Lとスピン角運動量Sの総和として表される全角運動量Jを持ち、大きな磁化を示す。長さJを持つ磁化ベクトルの向きは磁気量子数Jzにより量子化されており、各Jz副準位はそれぞれ固有の電子雲形状を持つことが知られている。そのため、異方的な結晶電場中において特定の方向を向いたJz副準位を相対的に安定化させることにより、特定の方向に磁化の向きを固定することが可能となる。これまで様々な形状の希土類錯体を合成し、その結晶場の異方性と遅い磁化緩和の発現の相関を、磁気特性の詳細な測定を基に解明し報告してきた。本年度は直線状にZn(II)-Ln(III)-Zn(II)が配列した三核錯体と、クラウンエーテルとLn(III)よりなる単核錯体を対象に研究を進めた。
Zn(II)-Ln(III)-Zn(II)錯体について、分子構造の直線性と単分子磁石挙動の良否の相関を解明した。Ln(III)イオンに配位している原子に着目すると、最も負電荷の高いフェノキソ酸素がLn(III)をサンドイッチする構造がより強い磁気異方性を誘発する。Zn(II)-Ln(III)-Zn(II)骨格の直線性が高いほど磁気異方性が高くなることを見出し、その磁化緩和過程についてラマン過程、オーバック過程を考慮した定量的な解析に成功した。
Ln(III)-クラウンエーテル錯体は上記の三核錯体に比べると構造が簡単で、配位子部分の置換により様々な誘導体の合成が可能である。本年度はクラウンエーテルとジアザクラウンエーテルを含む2種類の錯体について単分子磁石特性の詳細解明を行った。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Synthesis, structure, and SMM behavior of a Zn(II)-Ce(III)-Zn(II) complex with pseudo threefold symmetry2015
Author(s)
Irie, Natsumi ; Kayahara, Saori ; Wada, Hisami ; Ooka, Sayaka ; Takehara, Chika ; Then, Poh Ling ; Kataoka, Yumiko ; Kajiwara, Takashi ; Yamamura, Tomoo
Organizer
The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
Place of Presentation
Honolulu, Hawaii
Year and Date
2015-12-15 – 2015-12-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Syntheses and SMM behaviors of linear ZnII - LnIII - ZnII trinuclear complexes with pseudo threefold symmetry (Ln = Pr, Nd)2015
Author(s)
Kayahara, Saori ; Irie, Natsumi ; Ooka, Sayaka ; Wada, Hisami ; Takehara, Chika ; Then, Poh Ling ; Kataoka, Yumiko ; Kajiwara, Takashi ; Yamamura, Tomoo
Organizer
The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
Place of Presentation
Honolulu, Hawaii
Year and Date
2015-12-15 – 2015-12-20
Int'l Joint Research
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