一次元型高スピン有機分子とその分子間スピン整列機構

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61430007
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 伊藤 公一 大阪市立大学, 理学部, 教授 (70029403)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 手木 芳男 大阪市立大学, 理学部, 助手 (00180068) ; 工位 武治 大阪市立大学, 理学部, 講師 (10117955)
• Keywords: 高スピン有機分子 / スピン整列 / 一次元型有機強磁性体 / 有機フェリ磁性体 / トポロジー / 架橋によるスピン整列の制禦 / ハバード・ハミルトニアン / ポリカルベン

Research Abstract

研究実施計画(2年目)の各項目について,次の実積を得た.
1. 一次元型有機強磁性体のモデル分子として最大のスピンを持った11重項ポリカルベンを得ることができた. ホスト単結晶選択の問題は初年度に解決したが,本年度は検出条件について徹底的な検討を行った. その結果,9重項までのシリーズとは異なり,ジアゾ前駆体の光分解の光子エネルギーと,測定時のマイクロ波電力を十分大きくとる条件のもとで検出に成功した. この分子は,有機物・無機物を問わず,現在迄に知られている化合物の中で最大のスピン(S=5)を持っている. また,一次元型7重項分子のトポロジー異性体である新らしてタイプの高スピン有機分子を得ることもできた.
2. 従来のMO法あるいはVB法では,本研究の対象である高スピン有機分子を扱えないので,一般化したハバード・ハミルトニアンを用いてスピン状態を予測する方法を開拓した. 種々のトポロジー異性体に適用した結果,この方法は基底状態のスピンと最大スピン状態については良い結果を与えるが,中間スピンの励起状態を正しく予測できないことが判った. 現在,この欠点を克服する新しいアプローチによって成果をあげつつある.
3. 一次元型高スピン分子の鎖の間にメチレン基あるいはエーテル基を導入することによって,三次元的スピン整列をコントロールし得ることが明らかになった. 特にESR910装置の稼動によッて,初年度の予備的成果を著しく改善・発展させることができた. また精密な測定が可能になったために,異るスピン間のスピン混合が見出され,次年度の研究が予定されている.
4. 前項の研究から,特定のトポロジー的置換位置関係を満すエーテル結合の導入により,必ず反強磁性的スピン配列が得られることが判った. これを利用し,異るスピンを持つ高スピン分子間の架橋によって有機フェリ磁性体のモデル分子を検出することができた.

Research Products

• [Publications] Tadashi Sugawara: Journal of American Chemical Society. 108. 368-371 (1986)
• [Publications] Yoshio Teki: Journal of American Chemical Society. 108. 2147-2156 (1986)
• [Publications] Yoshio Teki: Chemical Physics Letters. 141. 201-205 (1987)
• [Publications] Yoshio Teki: Chemical Physics Letters. 142. 181-186 (1987)
• [Publications] Atsushi Maeda: Journal of Physics, C.
• [Publications] Koichi Itoh: Journal of Molecular Structure.
• [Publications] Yoshio Teki: Journal of Chemical Physics.
• [Publications] Hiroshi Sakamoto: Canadian Journal of Chemistry.
• [Publications] Koichi Itoh: Journal of Molecular Electronics.
• [Publications] Takeji Takui: Chemical Physics Letters.