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2011 Fiscal Year Research-status Report

希土類-遷移金属複合錯体における単分子磁石挙動の系統的理解とその発展的改良

Research Project

Project/Area Number 23750056
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

岡澤 厚  東京大学, 総合文化研究科, 助教 (30568275)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2014-03-31
Keywords金属錯体 / 希土類 / 分子性磁性材料 / 単分子磁石 / 交換相互作用 / 4f-3d / ヘテロスピン / 磁気異方性
Research Abstract

本研究課題では、究極的な分子サイズメモリとしての有力な候補であり、量子効果による物理学的視点からも興味の持たれている「単分子磁石」について、その系統的な性質の理解および外場応答性等を付随させる発展的改良を目指して研究を行っている。単分子磁石の中でも特に、希土類―遷移金属複合錯体(4f-3d系)単分子磁石は、希土類の強い磁気異方性を利用しつつ、4f-3dスピン間の磁気的相互作用を介した性能のチューニングが出来る。これまでに、4f-3d系三核錯体[DyMDy] (M = Cu, Ni)について単分子磁石性を明らかにしてきたが、さらに、ブロッキング温度等の単分子磁石性能を理解することを目的とした。この目的に見合う化合物として、反磁性のM = Pdによる同様の錯体を合成し、結晶構造と磁性を調べた。この錯体では、基本的には両端の希土類イオンの「軸の揃った強い磁気異方性」に由来する遅い磁化緩和挙動が見られたが、銅(II)やニッケル(II)の誘導体よりもブロッキング温度が低い結果となった。これら一連の研究から、(1)希土類イオンの磁気異方軸を揃えること、(2)この希土類イオン間の磁気結合をより強くするために遷移金属イオンを利用すること、が性能向上に非常に有効であることを明らかにした。現在は、[DyNiDy]錯体のニッケル(II)イオンの磁気異方性を変化させた錯体を合成してきており、ゼロ磁場分裂定数D (およびE)の単分子磁石性能に与える影響を調査している。[DyMDy]以外にも、二核錯体[LnCu]および[LnV]、三核錯体[CuLnCu]、有中心五核錯体[Ln4Cu]、直線錯体[Ln2Cu2]nについて、Ln = Gd~Erに対する4f-3d間磁気的相互作用の化学的傾向の知見を得ることができ、学術論文として報告するに至った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成23年度は、当初の計画通りに[DyPdDy]の合成に成功し、3dスピン数が三核錯体の単分子磁石性能に与える影響を調べる系統的な研究を行うことができた。これにより3dスピン数が増えるにつれ、性能が向上することを明らかにした。また、多くの4f-3d系錯体について、普遍的な希土類イオンと遷移金属イオン間の磁気的相互作用に関する化学的傾向については、かなり進展し多くの事例を報告することができた。希土類イオンや遷移金属イオンの磁気異方性の変化が単分子磁石性能に与える影響を調べることについては、現在進行中である。

Strategy for Future Research Activity

希土類イオンや遷移金属イオンの磁気異方性の変化が単分子磁石性能に与える影響を調べるべく、配位子を僅かに変えた[DyMDy] (M = Pd, Cu, Ni)の合成を、今後も続けて行っていく。ニッケル(II)のアキシャル軸配位子に、4-メチルピリジンを用いた錯体は合成に成功しているため、まずはこの磁性を明らかにしていく。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

合成に重点を置くため、ガラス器具・試薬等の消耗品を多く必要とする。また、ニッケル(II)錯体では、単分子磁石性能を明らかにするためにはゼロ磁場分裂定数を決定する必要があるが、これは極低温下での高周波・高磁場電子常磁性共鳴測定が非常に有効である。東北大学金属材料研究所(野尻研究室)での出張実験を行う際には、旅費が必要となる。その他には、学会発表・論文発表にかかる経費を計画している。

  • Research Products

    (47 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (30 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Oximato-bridged light-lanthanide Ln4Cu complexes showing ferromagnetic Ln-Cu exchange coupling2012

    • Author(s)
      Kei Fujiwara
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 530 Pages: 49-54

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2012.01.062

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of a Cyanide-Bridged Coordination Polymer Electrode for Enhanced Electrochemical Ion Storage Ability2012

    • Author(s)
      Daisuke Asakura
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 116 Pages: 8364-8369

    • DOI

      10.1021/jp2118949

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ベルダジルラジカルが配位した新奇鉄(II)錯体[FeII(vdco)2(H2O)2]2H2Oの結晶構造と物性:水分子の配向挙動に起因する57Feメスバウアースペクトルの異常な振舞いの解明2012

    • Author(s)
      亀渕 萌
    • Journal Title

      「不安定原子核の理工学と物性応用研究」専門研究会報告

      Volume: KURRI-KR-168 Pages: 51-56

  • [Journal Article] 直線型二配位鉄錯体のメスバウアー分光研究(III)2012

    • Author(s)
      小林 義男
    • Journal Title

      「不安定原子核の理工学と物性応用研究」専門研究会報告

      Volume: KURRI-KR-168 Pages: 57-60

  • [Journal Article] Study on the spin crossover transition and glass transition for Fe(II) complex film, [Fe(II)(H-triazole)3]@Nafion, by means of Mössbauer specrtoscopy2012

    • Author(s)
      Akio Nakamoto
    • Journal Title

      Hyperfine Interactions

      Volume: 205 Pages: 41-45

    • DOI

      10.1007/s10751-011-0477-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on the structure and electronic state of thiolate-protected gold clusters by means of 197Au Mössbauer spectroscopy2012

    • Author(s)
      Norimichi Kojima
    • Journal Title

      Hyperfine Interactions

      Volume: 207 Pages: 127-131

    • DOI

      10.1007/s10751-011-0475-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on the ferromagnetic state in iron mixed-valence complexes, A[FeIIFeIII(dto)3] (A = (n-CnH2n+1)4N; dto = C2S2O2) by means of Mössbauer spectroscopy2012

    • Author(s)
      Yuki Ono
    • Journal Title

      Hyperfine Interactions

      Volume: 207 Pages: 139-143

    • DOI

      10.1007/s10751-011-0406-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ferromagnetic Exchange Couplings Showing a Chemical Trend in Cu-Ln-Cu Complexes (Ln = Gd, Tb, Dy, Ho, Er)2011

    • Author(s)
      T. Shimada, A. Okazawa, N. Kojima, S. Yoshii, H. Nojiri, T. Ishida
    • Journal Title

      Inorg. Chem

      Volume: 50 Pages: 10555-10557

    • DOI

      10.1021/ic201944s

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ion-Induced Transformation of Magnetism in a Bimetallic CuFe Prussian Blue Analogue2011

    • Author(s)
      Masashi Okubo
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 50 Pages: 6269-6273

    • DOI

      10.1002/anie.201102048

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unusually Large Magnetic Anisotropy in a CuO-Based Semiconductor Cu5V2O102011

    • Author(s)
      Zhangzhen He
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 133 Pages: 1298-1300

    • DOI

      10.1021/ja110394j

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of pH-Sensitive Spin-crossover Iron(II) Complex Films, [Fe(II)(diAMsar)]-Nafion: Manipulation of the Spin State by Proton Concentration2011

    • Author(s)
      Hajime Kamebuchi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 40 Pages: 888-889

    • DOI

      10.1246/cl.2011.888

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-molecule magnet behavior enhanced by magnetic coupling between 4f and 3d spins2011

    • Author(s)
      Atsushi Okazawa
    • Journal Title

      Polyhedron

      Volume: 30 Pages: 3140-3144

    • DOI

      10.1016/j.poly.2011.03.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on the pressure induced charge transfer phase transition in (C5H11)4N(FeIIFeIII(C2O2S2)3) by means of μSR spectroscopy2011

    • Author(s)
      Masaya Enomoto
    • Journal Title

      Polyhedron

      Volume: 30 Pages: 3137-3139

    • DOI

      10.1016/j.poly.2011.03.019

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on the spin-crossover transition in [Fe(cis-/trans-stpy)4(X)2] (stpy: styrylpyridine, X: NCS, NCBH3) under high pressure toward ligand-driven light-induced spin change2011

    • Author(s)
      Akira Sugahara
    • Journal Title

      Polyhedron

      Volume: 30 Pages: 3127-3130

    • DOI

      10.1016/j.poly.2011.03.008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exchange couplings in one-dimensionally arrayed 4f-3d heterometallic [Ln2Cu2]n compounds: A chemical trend of the coupling parameter2011

    • Author(s)
      Atsushi Okazawa
    • Journal Title

      Polyhedron

      Volume: 30 Pages: 3121-3126

    • DOI

      10.1016/j.poly.2011.03.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemical trend of Ln-M exchange couplings in heterometallic complexes with Ln = Gd, Tb, Dy, Ho, Er and M = Cu, V2011

    • Author(s)
      Ryo Watanabe
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 47 Pages: 2110-2112

    • DOI

      10.1039/c0cc04669h

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 4f-3d錯体における交換相互作用と磁気異方性2012

    • Author(s)
      島田 貴士
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月27日
  • [Presentation] ランタノイド-ニトロキシドラジカル錯体系の単分子磁石の探索2012

    • Author(s)
      村上 里奈
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月27日
  • [Presentation] 鉄混合原子価錯体[FeIIFeIII(C2O2S2)3]におけるマンガンによる磁性イオン置換効果2012

    • Author(s)
      井田 博道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月26日
  • [Presentation] 直線二配位Fe錯体の巨大内部磁場 (2)2012

    • Author(s)
      小林 義男
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月26日
  • [Presentation] 基底三重項ピリミジン-4,6-ジイルビス (tert-ブチルニトロキシド)の合成と性質2012

    • Author(s)
      本間 雄太
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月26日
  • [Presentation] 電荷移動錯体β’’-[BEDT-TTF]4[ReCl4(oxalate)](C6H5CN)の結晶構造と伝導性2012

    • Author(s)
      霜鳥 文俊
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月26日
  • [Presentation] ベルダジルラジカルが配位した新奇鉄(II)錯体[FeII(vdco)2(H2O)2]2H2Oの結晶構造と物性:水分子の配向挙動に起因する57Feメスバウアースペクトルの異常な振舞いの解明2012

    • Author(s)
      亀渕 萌
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月25日
  • [Presentation] 2種類のジアリールエテン誘導体を挿入したコバルト層状水酸化物における光誘起多段階磁気制御2012

    • Author(s)
      大島 裕史
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月25日
  • [Presentation] 光応答性鉄混合原子価錯体(SP-R)[FeIIFeIII(dto)3](SP = spiropyran; R = alkyl group; dto = C2O2S2)における磁気特性の対カチオンサイズ効果の研究2012

    • Author(s)
      吉田 順哉
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月25日
  • [Presentation] モノチオオキサレート架橋鉄錯体における動的スピンクロスオーバー現象の圧力効果2012

    • Author(s)
      松岡 貴文
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月25日
  • [Presentation] アニオン性スピロピランを対イオンに用いたスピンクロスオーバー鉄錯体の磁性2012

    • Author(s)
      菅原 哲
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2012年3月25日
  • [Presentation] 57Feメスバウアー分光法を用いた集積型混合原子価鉄錯体の強磁性相および原子価揺動の研究2012

    • Author(s)
      岡澤 厚
    • Organizer
      第13回メスバウアー分光研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス・工学部11号館、東京都
    • Year and Date
      2012年3月24日
  • [Presentation] 鉄(II)‐ベルダジルラジカル錯体における水分子の配向挙動とそれに起因するメスバウアースペクトルの異常な振舞い2012

    • Author(s)
      亀渕 萌
    • Organizer
      第13回メスバウアー分光研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス・工学部11号館、東京都
    • Year and Date
      2012年3月24日
  • [Presentation] Study on the Structure and Electronic State of Thiolate-protected Gold Clusters by Means of 197Au Mössbauer Spectroscopy2011

    • Author(s)
      Norimichi Kojima
    • Organizer
      31th International Conference on the Applications of the Mössbauer Effect
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター、兵庫県
    • Year and Date
      2011年9月29日
  • [Presentation] Study on the Ferromagnetic State in Iron Mixed-Valence Complexes A[FeIIFeIII(dto)3] (A = (n-CnH2n+1)4N, Spiropyrna; dto = C2O2S2) by Means of Mössbauer Spectroscopy2011

    • Author(s)
      Yuki Ono
    • Organizer
      31th International Conference on the Applications of the Mössbauer Effect
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター、兵庫県
    • Year and Date
      2011年9月29日
  • [Presentation] Study on the Spin Crossover Transition and Glass Transition for Fe(II) Complex Film, [Fe(II)(H-triazole)3]@Nafion, by Means of Mössbauer Spectroscopy2011

    • Author(s)
      Akio Nakamoto
    • Organizer
      31th International Conference on the Applications of the Mössbauer Effect
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター、兵庫県
    • Year and Date
      2011年9月26日
  • [Presentation] アルカリ金属イオンによるプルシアンブルー類似体における磁気特性の制御2011

    • Author(s)
      水野 善文
    • Organizer
      第5回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • Year and Date
      2011年9月22日
  • [Presentation] ラジカル二座配位子を目指したピリミジン-4,6-ジイルビス(tert-ブチルニトロキシド)の合成2011

    • Author(s)
      本間 雄太
    • Organizer
      第22回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場、茨城県
    • Year and Date
      2011年9月21日
  • [Presentation] 無欠陥型プルシアンブルー類似体のリチウムイオン二次電池用電極特性へのFe置換効果2011

    • Author(s)
      水野 善文
    • Organizer
      錯体化学会第61回討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学、岡山県
    • Year and Date
      2011年9月18日
  • [Presentation] プルシアンブルー類似体におけるイオンによる可逆的磁性スイッチング2011

    • Author(s)
      大久保 將史
    • Organizer
      錯体化学会第61回討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学、岡山県
    • Year and Date
      2011年9月18日
  • [Presentation] 4f-3d系錯体におけるランタノイド-ニッケルイオン間に働く交換相互作用の決定2011

    • Author(s)
      岡澤 厚
    • Organizer
      錯体化学会第61回討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学、岡山県
    • Year and Date
      2011年9月18日
  • [Presentation] 直線三核 Cu-Ln-Cu 金属錯体における交換相互作用のランタノイドイオン依存性2011

    • Author(s)
      島田 貴士
    • Organizer
      錯体化学会第61回討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学、岡山県
    • Year and Date
      2011年9月18日
  • [Presentation] pH依存スピンクロスオーバー錯体膜における動的スピン転移挙動2011

    • Author(s)
      亀渕 萌
    • Organizer
      錯体化学会第61回討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学、岡山県
    • Year and Date
      2011年9月17日
  • [Presentation] 光異性化分子を対イオンに用いたスピンクロスオーバー鉄(III)錯体の構造と磁性2011

    • Author(s)
      菅原 哲
    • Organizer
      錯体化学会第61回討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学、岡山県
    • Year and Date
      2011年9月17日
  • [Presentation] モノチオオキサレート架橋鉄錯体におけるスピンクロスオーバー現象のカチオンサイズ効果2011

    • Author(s)
      松岡 貴文
    • Organizer
      錯体化学会第61回討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学、岡山県
    • Year and Date
      2011年9月17日
  • [Presentation] モノチオオキサレート架橋集積型ヘテロ金属錯体におけるスピン平衡と磁気特性2011

    • Author(s)
      影澤 幸一
    • Organizer
      錯体化学会第61回討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学、岡山県
    • Year and Date
      2011年9月17日
  • [Presentation] アルカリ金属イオンによるプルシアンブルー類似体における磁気制御2011

    • Author(s)
      水野 善文
    • Organizer
      錯体化学会第61回討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学、岡山県
    • Year and Date
      2011年9月17日
  • [Presentation] Synthesis and Structures of Anionic Iron Complexes bearing a Pentacoordinated Silicon or Germanium Atom2011

    • Author(s)
      Naokazu Kano
    • Organizer
      16th International Symposium on Silicon Chemistry(招待講演)
    • Place of Presentation
      ハミルトン, カナダ
    • Year and Date
      2011年8月16日
  • [Presentation] ベルダジルラジカルが配位した新奇鉄(II)錯体[FeII(vdco)2(H2O)2]2H2Oの結晶構造と物性:水分子の配向挙動に起因する57Feメスバウアースペクトルの異常な振舞いの解明2011

    • Author(s)
      亀渕 萌
    • Organizer
      京都大学原子炉実験所専門研究会「不安定原子核の理工学と物性応用研究」
    • Place of Presentation
      京都大学原子炉実験所、大阪府
    • Year and Date
      2011年12月22日
  • [Presentation] t-ブチル2-ピリジルニトロキシド-ランタノイド(Ln = Gd, Tb, Dy)錯体における比較的強い反強磁性的相互作用2011

    • Author(s)
      村上 里奈
    • Organizer
      第50回電子スピンサイエンス学会年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター、宮城県
    • Year and Date
      2011年11月18日
  • [Remarks]

    • URL

      http://maildbs.c.u-tokyo.ac.jp/~kojima/index.html

URL: 

Published: 2013-07-10  

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