| 研究概要 |
分子一つ一つが磁石として振る舞うナノ磁石(単分子磁石・単一次元鎖磁石)に関し,新たな合成指針を示すとともに,その磁気特性の詳細を実験的・理論的に解明することに成功した.合成的には,Fe(III)やMn(III)イオンを含む錯体配位子とランタノイド硝酸塩との反応により,種々の複核錯体,一次元鎖状錯体の合成に成功し,それぞれについて単結晶構造解析に手法により,構造を明らかとした.本研究において,希土類金属イオンと第一遷移金属イオンの組み合わせによる世界で第二例目のナノ磁石の合成に成功したが,これは,ナノ磁石構築に必要な大きな基底スピン多重度と容易軸型の磁気異方性の発現において,希土類金属イオンが担う重要な役割を明示するものである.本系がナノ磁石として振る舞うことを直流磁化率の測定,交流磁化率の測定(虚数磁化の明確な周波数依存性と,Cole-Coleプロットによる磁化緩和の単緩和性の証明),パルス磁場を用いた磁化過程の測定より明らかにするとともに,分子軌道法に基づいた理論計算を行い,希土類金属イオン(例えばジスプロシウム(III)イオン)の持つ磁気異方性の特徴(電子配置により生じる種々の電子状態のエネルギー分布と,それぞれの磁気異方性の実空間における方位依存性)を解明することにも成功した.以上の結果は,今後,このようなナノ磁石の構築に有効な金属イオンの組み合わせについて,重要な合成指針を与えるものである.
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