多重安定性を示すグリッド型錯体の合成と物性制御

• 研究課題/領域番号: 12J00322
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 松本 卓士 筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2012 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: スピンクロスオーバー / 多重双安定性 / 鉄イオン / 基板修飾 / 多核金属錯体 / LIESST / 多核錯体

研究概要

適切な強度の配位子場をもつ金属イオンは、熱・光などの外場によりスピン状態が可逆に変化するスピンクロスオーバー(SCO)現象を示し、多くの鉄錯体でSCO現象が報告されている。SCOサイトのような分子内に2つ以上の双安定性部位をもつ多重双安定性金属多核錯体は、外場に応じて多段階状態変化を示すことが期待され、多重応答性分子素子としての応用が期待される化合物群である。本研究課題では多重双安定性を示す鉄グリッド型SCO錯体の合成法の確立とその物性制御について研究を行い、2年目にあたる本年度は、酸化物基板・ナノ粒子界面上に多重双安定性鉄錯体を修飾することを目的として研究を遂行した。具体的には多重双安定性を示すグリッド型錯体に、酸化物界面と親和性の高いカルボキシ基を導入することで酸化インジウムスズ(ITO)基板およびITOナノ粒子界面への修飾を行った。カルボキシ基は配位子の合成法を工夫することで配位子に化学修飾した。カルボキシ基をもつグリッド型鉄四核錯体を修飾したITO電極のサイクリックボルタンメトリーを測定したところ、4つの鉄イオンの酸化還元挙動に由来する酸化還元波が観測された。電位の掃引速度依存測定はグリッド型錯体が基板上に固定されていることを示し、基板のAFM像は錯体の多層膜を形成していることを示唆した。また配位子置換法によりグリッド型錯体を導入したITOナノ粒子のTEM像はナノ粒子同士の凝集を観測し、グリッド型錯体が修飾されたことを示唆した, 今後は磁化率やXAS測定により、ITO界面上での磁気的多重双安定性について物性評価を行う。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Multiredox Active [3x3] Copper Grids (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Sato, Miya Lisa, Kiyotaka Mitsumoto, Takuo Matsumoto, Takuya Shiga, Graham N. Newton, Hiroki Oshio
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 52 号: 17 ページ: 9714-9716
  • DOI: 10.1021/ic401445u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Triple-stranded ferric helices : aπ-π interaction-driven structural hierarchy of Fes, Fe_7, and Fe_<17> clusters (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Shiga, Mao Noguchi, Hiroki Sato, Takuto Matsumoto, Graham N. Newton, Hiroki Oshio
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 52 号: 45 ページ: 16185-16193
  • DOI: 10.1039/c3dt51480c
  • 査読あり
• [雑誌論文] A rectangular Ni-Fe cluster with unusual cyanide bridges (2012)
  • 著者名/発表者名: Christoph Krttger, Hiroki Sato, Takuto Matsumoto, Takuya Shiga, Graham N. Newton, Franz Renz. Hiroki Oshio
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 41 号: 37 ページ: 11270-11272
  • DOI: 10.1039/c2dt31152f
  • 査読あり
• [学会発表] Multi-step Spin-crossover Iron [2x2] Grids (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuto Matsumoto, Graham N. Newton, Takuya Shiga, Hidenobu Kamihata, Shinya Hayami, Yuta Matsui, Hiroshi Okamoto, Reiji Kumai, Youichi Murakami, Hiroki Oshio
  • 学会等名: 4th Asian Conference on Coordination chemistry
  • 発表場所: Jeju International Convention Center, Korea
  • 年月日: 2013-11-06
• [学会発表] Spin Ground States of Antiferromangetic Oxovanadium Rings Templated with Cyclodextrins (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuto Matsumoto, Norihisa Hoshino, Yuji Furukawa, Wolfgang Wernsdofer, Hiroki Oshio
  • 学会等名: Japanese-German Symposium on Coordination Programming
  • 発表場所: Germany, Muenster University
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] 磁気的多重双安定性を示す鉄[2×2]グリッド型四核錯体の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本卓士、志賀拓也、大塩寛紀
  • 学会等名: 第2回CSJ化学フェスタ2012
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2012-10-15
• [学会発表] シクロデキストリンを配位子にもつ反強磁性環状バナジル錯体のスピン基底状態解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本卓士、星野哲久、中野元裕、古川裕次、野尻浩之、Wolfgang Wernsdorfer、大塩寛紀
  • 学会等名: 第62回錯体化学討論会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] The Thermal and Light-induced Multi-step Spin-crossover Behavior of Iron [2×2]Grids (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuto Matsumoto, Takuya Shiga, Shinya Hayami, Hiroki Oshio
  • 学会等名: 40^<th> International Conference on Coordination Chemisytrt
  • 発表場所: Spain, Valencia
  • 年月日: 2012-09-10
• [備考]
  • URL: http://www.chem.tsukuba.ac.jp/oshio/
• [備考]
  • URL: http://www.chem.tsukuba.ac.jp/oshio/