2011 Fiscal Year Annual Research Report
柔軟な金属錯体の電場応答および強誘電性の発現
Publicly Offered Research
| Project Area | Coordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices |
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22108528
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
速水 真也 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (30321912)
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| Keywords | ソフトマテリアル / 柔軟性金属錯体 / 金属錯体液晶 / 強誘電性 / スピン転移 / 混合原子価 |
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| Research Abstract |
長鎖アルキル鎖を有する金属錯体は、液晶特性の発現のみならず、その長鎖の熱的振動あるいは大きな構造相転移から中心金属イオンに大きな影響を与えるものと考えられる。さらにそのような効果から新規な物性発現も期待できる。また長鎖アルキル鎖を有する金属錯体は、ある温度以上で液晶転移をする可能性がある。液晶相を発現する金属錯体はMetallomesogenと呼ばれているが、その機能発現に関する研究はほとんど行われていないのが現状である。従来までの液晶は主に有機液晶であり、それらは電場に応答しディスプレイなどに用いられている。これらは磁場にも応答することが可能であるが、有機液晶の場合は反磁性であり、強磁場下での応答性のみを示す。金属イオンを取り込んだ金属錯体液晶は、不対電子すなわちスピンを有する液晶は弱磁場でも容易に応答することができる。機能性金属錯体を液晶化することで、電場、磁場さらには光といった外場応答する液晶材料の構築、電子移動速度に伴う液晶転移の制御や誘電特性の制御、磁性体液晶や電導性液晶、さらには強誘電体の発現や強誘電磁性体という新たな材料を構築することや新規物性発現が可能となる。ここでそれらの機能性は分子一つ一つで発現するものであるが、分子配向を緻密に制御することにより得られる自己組織化された柔軟な場から創発される新たな物性あるいは機能性が可能となる。
本研究結果において、まず柔軟な金属錯体において分子間相互作用や直接的な結合などを用いて、柔軟な場を構築し、分子の配列や配向が緻密に制御された柔軟な金属錯体におけるスピン状態の電場応答性の発現に成功し、液晶性、誘電性、磁性、伝導性などの特性がシンクロすることを明らかにした。またそれらスピン状態変化に伴った強誘電性の発現にも成功し、分子デバイス化を指向したソフトマテリアルへの展開を達成することができた。
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