2011 Fiscal Year Annual Research Report
水素結合を利用した強磁性ニトロキシラジカル集積体の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | New Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom |
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| Project/Area Number |
23110724
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
吉岡 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30222392)
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| Keywords | 有機ラジカル / 分子磁性 / 自己組織化 / 水素結合 / 磁気特性 / 構造物性相関 / スピン整列 / ナノ材料 |
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| Research Abstract |
有機物のみからなる磁性材料の開発は、全く新しい有機機能材料の出現につながる基礎的かつ重要な研究課題である。本研究では、研究代表者が見出した"スピン整列を促す超分子シントン"をベースにラジカル分子に化学修飾を行い、その効果を精密な磁気物性評価から検証し、高性能な純有機ナノ磁性材料を構築する。
平成23年度においては、ニトロ基、トリフルオロメチル基など電子吸引性を有する骨格の導入した誘導体を合成した。合成した有機ラジカル結晶について各種分光学的測定および電気化学的測定を実施した。固体状態における磁気特性は、直流および交流SQUID磁束計を用いて評価した。直流モル磁化率の温度依存性からラジカル分子間の相互作用を詳細に議論した。また、X線構造解析より得られる結晶座標を用いてDFT計算を実施した。実験データとモデル式を非線形最小二乗法で解析し、磁気カップリングパラメータを算出した。トリフルオロメチル基を導入した誘導体は、母骨格とは異なるカラム配列で結晶化した。さらにニトロ基のように電子吸引効果の強い置換基を導入すると、分岐型水素結合の形成が阻害されることが示された。これは、分子の電気的な双極子モーメントを打ち消すような配列で分子が結晶化するためであると考察した。
以上を総合して、水素結合部位を有するインドール型ニトロニルニトロキシド一連の新規誘導体を合成し、水素結合様式と集積体の磁気特性を定量的に議論することで、高スピン分子集合体構築に必要な知見を明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目標としている誘導体を的確に合成することができた、さらに新たな設計因子として分子の極性を見出すことに成功しており、分子磁性体を合理的に設計するための方法論を提案することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本後の研究計画に大きな変更点はないが、結晶化をさら多様な条件下で行い、結晶工学的な側面からのアプローチをより強固なものとすることを目標として研究を展開する。
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