光励起および伝導電子との連動特性を示す単一次元鎖磁石の設計

• Project/Area Number: 09J02895
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Inorganic chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 石川 立太 東北大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 単一次元鎖磁石 / 電荷移動錯体 / 分子磁性 / 集積型金属錯体 / 磁気異方性 / 多重物性 / 連動特性 / 光スイッチング / 伝導特性

Research Abstract

本研究は、強一軸異方性を有するMn^<III>ポルフィリン系錯体を配位受容性素子とし、配位供与性素子にアニオン性有機ラジカル(主にテトラシアノエチレンやクロラニル)を磁気的媒介素子とし電荷移動による集積化を基盤とした一次元鎖状化合物の構築をした。この合成における最も重要なストラテジーは、配位受容性素子であるMn^<III>ポルフィリン系錯体の置換基の拡張化である。これまで、数多くのMn^<III>ポルフィリン-有機ラジカルアニオン一次元鎖状化合物が報告されているが、そのいずれも三次元バルク磁石である。本研究は、鎖間拡張を行い明確な一次元由来の磁化緩和現象の解明を目指した。Mn^<III>ポルフィリン系錯体とアニオン性有機ラジカルとのself-assemblyにより、一次元鎖状錯体を得た。テトラシアノエチレンを用いた場合とクロラニルを用いた場合で、一次元鎖内の磁気的相互作用が制御できることを見出した。Mn^<III>ポルフィリン-有機ラジカルアニオン一次元鎖状化合物が理想的な単一次元鎖磁石挙動を示す初の例であり、本研究は、論文としてまとめている。本研究者は、他にも数多くの幅広いタイプのユニットの構築に成功しており、そのうちのいくつかは、期待通りの結果を得ることに成功している。今後、本研究の最大の目的である「光励起および伝導電子との連動特性を有する単一次元鎖磁石の構築」を実現し得る化合物の構築も本年度中に可能であろうと考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Construction of Novel Topological Frustrated System : Frustrated Metal Cluster in Helical Space (2010)
  • Author(s): Ishikawa, R., Nakano, M., Fuyuhiro, A., Takeuchi, T., Kimura, S., Kashiwagi, T., Hagiwara, M., Kindo, K., Kaizaki, S., Kawata, S.
  • Journal Title: Chemistry A European Journal Volume: 16 Pages: 11139-11144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Solvent Control on the Structural Versatility and Properties of Manganese(II) Complexes Surrounded by the Flexible Hinge-Like Ligand (2010)
  • Author(s): Ishikawa, R., Yamada, K., Yamauchi, S., Miyamoto, R., Kawata, S.
  • Journal Title: Inorganic Chemistry Communications Volume: 13 Pages: 636-640
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] , Ferromagnetic Assemblies Composed of Mn^<III> Salen-Type Complexes and a Tripodal Fe^<III> Complex with an Imidazolate Bridge (2009)
  • Author(s): Ishikawa, R. ; Miyasaka, H. ; Yamashita, M.
  • Journal Title: Bulletin of the Chemical Society of Japan 82 Pages: 816-818
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic Properties of Iron(II) and Cobalt(II) Complexes of Tetrakis(2-pyridyl)methane. Spin-crossover Behavior in the Cobalt(II) Complex (2009)
  • Author(s): Ishikawa, R. ; Matsumoto, K. ; Onishi, K. ; Kubo, T. ; Fuyuhiro, A. ; Hayami, S. ; , Inoue, K. ; , Kaizaki, S. ; Kawata, S.
  • Journal Title: Chemistry Letters 38 Pages: 620-621
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Mn^<III>-porphyrin・TCNE一次元鎖の鎖間拡張による単一次元鎖磁石挙動の証明 (2010)
  • Author(s): 石川立太、高石慎也、宮坂等、山下正廣
  • Organizer: 第60回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-27
• [Presentation] Construction of a Novel Topological Frustrated System : a Frustrated Metal Cluster in a Helical Space (2010)
  • Author(s): Kawata, S., Ishikawa, R., Kaizaki, S., Fuyuhiro, A., Nakano, M.
  • Organizer: 第60回記念錯体化学OSAKA国際会議
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター(大阪府)
  • Year and Date: 2010-09-27
• [Presentation] Feromagnetic Assemblies Composed of Manganese(III) Salen-Type Complexes and A Tripodal Iron(III) Complex with An Imidazolate Bridge (2009)
  • Author(s): Ishikawa, R. ; Miyasaka, H. ; Yamashita, M.
  • Organizer: The Second Asian Conference on Coordination Chemistry
  • Place of Presentation: China, Nanjing
  • Year and Date: 2009-11-02
• [Presentation] Mn^<III>の一軸異方性を利用した単一次元鎖磁石の容易軸配向依存性 (2009)
  • Author(s): 石川立太、宮坂等、高石慎也、山下正廣
  • Organizer: 第59回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2009-09-26