2015 Fiscal Year Annual Research Report
スピンフラストレーションを内在する金属錯体集合体を用いた交差相関物性の開拓
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25410078
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
川田 知 福岡大学, 理学部, 教授 (10211864)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | フラストレーション / ヘリケート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、金属錯体を用いたらせん構造を有するヘリケートの空間内にクラスターを内包したクラスターヘリケートに着目した。Hbpypzを配位子とする五核クラスターヘリケートは、らせん空間内に三角形型金属酸化物クラスター(M3O)を内包しており、M3O部位の幾何構造の対称性を反映した多様なフラストレーションを実現する。さらに、金属イオンの集積化による多段階の酸化還元特性を持つことから、様々な金属イオンを用いてフラストレーションを有する五核クラスター錯体を合成し、酸化還元を利用した物性発現を検討した。
対アニオンに三回回転軸を有する[Cr(ox)3]3-を用いたヘリケートにおいては、M3O部位は正三角形となり、用いる対アニオン分子の対称性の調節によりカチオンユニットのM3O部分の対称性が制御可能であることを明らかにした。正三角形を形成したNiイオンの系においては、低温側で二等辺三角形を形成している系とは異なる挙動を示し、対称性の制御により磁性の制御も可能であることが示唆される。Feイオン系において、酸化数を決定するために、メスバウアーの測定を行った。溶媒の存在する条件で測定を行ったところ 5つのFeイオンは全て2価であった。しかし、溶媒の存在しない条件で測定を行ったところ、5つのうち2つが3価、残りの3つが2価の混合原子価状態となることが明らかとなった。また、Mn５核―Ni(mnt)2分子複合体においては、 Ni部位が互いにスタッキングして、連続した一次元カラムを形成することが示され、高電気伝導性発現が期待される。また、VBS計算より、Mn五核ユニットにおいては三角クラスター部分の1つが3価で残りの4つが2価、Ni部位においてはモノアニオンとジアニオン2種類の酸化数のアニオンの存在が示唆され、分子内と分子間の2種類の混合原子価状態を有する系となっていた。
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