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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

研究課題

研究課題/領域番号 13J00247
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 機能物質化学
研究機関九州大学

研究代表者

村島 健介  九州大学, 薬学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード分子磁性 / 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
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      Kensuke. Murashima, Satoru Karasawa, Kenji Yoza, Yuji Inagaki and Noboru Koga
    • 雑誌名

      Dalton Trans

      巻: 45 号: 16 ページ: 7067-7077

    • DOI

      10.1039/c6dt00420b

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Diamagnetic Chelating Ligand (L) on Spin Exchange Couplinh in Heterosoin Chain Complexes2013

    • 著者名/発表者名
      K. Murashima, et al.
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 66 ページ: 188-193

    • DOI

      10.1016/j.poly.2013.04.005

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Crystal structures and magnetic properties of photoresponsive 2p-4f heterospin complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Murashima, Satoru karasawa, Noboru Koga
    • 学会等名
      2015PacifiChem
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村島健介・唐澤 悟・古賀 登
    • 学会等名
      第65回錯体科学討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村島健介、唐澤悟、古語登
    • 学会等名
      第95回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      日本大学、千葉県
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村島健介、唐澤悟、古語登
    • 学会等名
      第64回錯体化学討論会
    • 発表場所
      中央大学、東京都
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Structures and Magnetic Properties of Photoresponsive Heterospin Ln(III) Complexes2014

    • 著者名/発表者名
      村島健介、唐澤悟、古語登
    • 学会等名
      14th International Conference on Molecule-Based Magnets (ICMM1 4)
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-07-05 – 2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村島 健介
    • 学会等名
      第94回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学、愛知県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光応答型ヘテロスピンLn(III)錯体の構造と磁気的性質2013

    • 著者名/発表者名
      村島 健介
    • 学会等名
      第63回錯体化学討論会
    • 発表場所
      琉球大学、沖縄県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Modulation of spin exchange coupling in heterospin chain complexes2013

    • 著者名/発表者名
      村島 健介
    • 学会等名
      4th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC 4)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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