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磁気異方性軸の制御を目指した新規ヘテロスピン系ナノ磁性体の構築研究

Research Project

Project/Area Number 13J00247
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional materials chemistry
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

村島 健介  九州大学, 薬学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords分子磁性 / ヘテロスピン / ランタニド / 光応答性 / 三重項カルベン / 単分子磁石の構築 / 希土類錯体の構造解析 / 三重項カルベンの磁気測定 / アミノキシル / 一次元鎖錯体 / 銅 / 希土類錯体 / 単分子磁石 / カルベン
Outline of Annual Research Achievements

我々は、有機スピンと3d遷移金属から構成されるヘテロスピン分子磁性体に関する構造と磁気的性質を研究してきた。ヘテロスピン三重項カルベン-コバルト錯体において、多核3d金属錯体を上回る磁気的性質を有する単分子磁石を構築してきた。このことは、有機のスピンが効果的に単分子磁石の量子トンネル効果を抑制するためであると考えている。今まで、単分子磁石構築の分子設計として重要視されたのは、1)磁気異方性の大きさと2)スピン量子数の大きさであったが、我々のヘテロスピン系の知見から、1)2)だけではなく、3)量子トンネル効果の抑制、4)磁気異方性の方向、があわせて重要となることを我々は提案している。今回、より高機能な単分子磁石、一次元鎖磁石などの量子磁石を構築するため、1)から4)の条件に合致する、「有機スピンを用いた2p-4fヘテロスピンランタニド一次元鎖錯体」を提案した。そのモデル化合物として、二核の三重項カルベン-Tb,  -Dyをそれぞれ合成し、磁気的性質を明らかとした。その結果、2p-4fヘテロスピン系に初めて強磁性的に相互作用するスピン系を見出し、温度に依存する遅い磁気緩和が観測されたことから目的とするヘテロスピン単分子磁石の構築が明らかとなった。また、得られた磁気パラメータから、比較的強い三重項カルベンとLnの磁気的相互作用が起因となった効果的な量子トンネル効果抑制が明らかとなった。そこで最終目的である、一次元鎖へ拡張するため、三重項カルベン、Tb, Dyを用いて、得られた錯体の構造と磁性を明らかとした。その結果、一次元鎖方向に三重項カルベンとLnが磁気的相互作用することが明らかとなり、世界で初めて一次元鎖内で有機スピンとLnが強磁性的に相互作用した錯体の例であった。前記二核錯体と比べて磁気パラメータが大きくなっていたことから、高機能の量子磁石が構築できたと考えている。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] 3- and 4-(α-diazobenzyl)pyridine-N-oxides as photoresponsive magnetic couplers for 2p–4f heterospin systems: formation of carbene–TbIII and carbene–DyIII single-molecule magnets2016

    • Author(s)
      Kensuke. Murashima, Satoru Karasawa, Kenji Yoza, Yuji Inagaki and Noboru Koga
    • Journal Title

      Dalton Trans

      Volume: 45 Issue: 16 Pages: 7067-7077

    • DOI

      10.1039/c6dt00420b

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of Diamagnetic Chelating Ligand (L) on Spin Exchange Couplinh in Heterosoin Chain Complexes2013

    • Author(s)
      K. Murashima, et al.
    • Journal Title

      Polyhedron

      Volume: 66 Pages: 188-193

    • DOI

      10.1016/j.poly.2013.04.005

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Crystal structures and magnetic properties of photoresponsive 2p-4f heterospin complexes2015

    • Author(s)
      Kensuke Murashima, Satoru karasawa, Noboru Koga
    • Organizer
      2015PacifiChem
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ビスジアゾ化合物を用いた複核希土類錯体の構造と光照射前後の磁性2015

    • Author(s)
      村島健介・唐澤 悟・古賀 登
    • Organizer
      第65回錯体科学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 光応答型2p-3d-4fヘテロスピン一次元鎖錯体の構造と磁気的性質2015

    • Author(s)
      村島健介、唐澤悟、古語登
    • Organizer
      第95回日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学、千葉県
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光応答型ヘテロスピンLn(III)二核錯体の構造と光照射前後の磁性2014

    • Author(s)
      村島健介、唐澤悟、古語登
    • Organizer
      第64回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      中央大学、東京都
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal Structures and Magnetic Properties of Photoresponsive Heterospin Ln(III) Complexes2014

    • Author(s)
      村島健介、唐澤悟、古語登
    • Organizer
      14th International Conference on Molecule-Based Magnets (ICMM1 4)
    • Place of Presentation
      Saint Petersburg, Russia
    • Year and Date
      2014-07-05 – 2014-07-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光応答型架橋配位子を用いたヘテロスピンLn(III)錯体の構造と磁気的性質2014

    • Author(s)
      村島 健介
    • Organizer
      第94回日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学、愛知県
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 光応答型ヘテロスピンLn(III)錯体の構造と磁気的性質2013

    • Author(s)
      村島 健介
    • Organizer
      第63回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      琉球大学、沖縄県
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Modulation of spin exchange coupling in heterospin chain complexes2013

    • Author(s)
      村島 健介
    • Organizer
      4th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC 4)
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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