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ランタノイド-フタロシアニン系単分子磁石の多重機能化

研究課題

研究課題/領域番号 13J02441
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 機能材料・デバイス
研究機関東北大学

研究代表者

守田 峻海  東北大学, 理学研究科, 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)
キーワード単分子磁石 / ランタノイド / フタロシアニン / 常磁性種の核磁気共鳴 / 磁化率異方性テンソル / 磁化緩和 / 磁気双極子相互作用 / 交換バイアス / 磁気ヒステリシス
研究実績の概要

本研究では、化学的に安定でスピン反転のエネルギー障壁が大きい、ランタノイド-フタロシアニン系単分子磁石に注目して研究を行っている。これまでに合成された様々なランタノイド(III)-フタロシアニン単分子磁石のNMRスペクトルから、本系における常磁性シフトの解析が確立されつつある。本系の常磁性シフトは、観測核とランタノイドイオンの相対位置(Gパラメーター)に大きく依存する擬コンタクトシフトが支配的である。すなわち、シグナルが正しく帰属できると、常磁性シフトの値と分子の構造から、磁化率異方性テンソルの成分を計算することができる。本研究では、テルビウム(III)-フタロシアニントリプルデッカー、テルビウム(III)-縮環フタロシアニントリプルデッカー型錯体の、二つの単分子磁石の磁化率異方性テンソルのアキシャル成分を比較した。同テンソルのアキシャル成分とスピン反転のエネルギー障壁の起源はランタノイドイオンの配位子場分裂によるものであるから、同テンソルのアキシャル成分は単分子磁石の一軸異方性の度合いを示す指標となり得る。この二つの単分子磁石には、同じGパラメーターを持ったプロトンがそれぞれ存在している。つまり、これらのプロトンの常磁性シフトを比較した場合、その度合いは分子の一軸性にのみに依存するということである。実際の化学シフトの値を比べると、縮環フタロシアニントリプルデッカーのプロトン方がより負の方向にシフトしていた。これは、この錯体の一軸磁気異方性がフタロシアニントリプルデッカーよりも大きいことを示している。つまり、この差は両者の一軸異方性の度合い、即ち、単分子磁石特性の差異を示していると考えられる。これは、単分子磁石特性を、室温付近の測定で評価できたことを示している。

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

    (22件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Alpha-Substituted Bis(octabutoxyphthalocyaninato)Terbium(III): Preparation and Study of Protonation by NMR and DFT2015

    • 著者名/発表者名
      M. Damjanovic, Y. Horie, T. Morita, Y. Horii, K. Katoh, M. Yamashita, M. Enders
    • 雑誌名

      Inorg. chem.

      巻: 54 号: 24 ページ: 11986-11992

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b02391

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ligand π-Radical Interaction with f-shel Unpaired Electrons in Phthalocyaninato-Lanthanoid Single-Molecule Magnets; A Solution NMR Spectroscopic and DFT Study2015

    • 著者名/発表者名
      M. Damjanovic, T. Morita, K. Katoh, M. Yamashita, M. Enders
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 21 号: 41 ページ: 7096-7102

    • DOI

      10.1002/chem.201501944

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect off-f Interactions on Quantum Tunneling of the Magnetization : Mono-and Dinuclear Dy (III) Phthalocyaninato Triple-Decker Single-Molecule Magnets with the Same Octacoordination Enviroment2014

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Katoh, Rina Asano, Akira Miura, Yoji Horii, Takaumi Morita, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: (印刷中)(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling the Dipole-Dipole Interactions between Terbium (III) Phthalocy aninato Triple-Decker Moieties through Spatial Control Using a Fused Ph thalocyaninato Ligand2013

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 52 号: 23 ページ: 13555-13561

    • DOI

      10.1021/ic4020459

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] テルビウム(III)-縮環フタロシアニン単分子磁石の構造と磁気特性2015

    • 著者名/発表者名
      守田 峻海, Marko Damjanovic, 加藤 恵一, Brian K. Breedlove, 高石 慎也, Markus Enders, 山下 正廣
    • 学会等名
      第65回錯体化学討論会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] テルビウム(III)-フタロシアニン単分子磁石のNMR測定における常磁性シフトの解析2015

    • 著者名/発表者名
      守田 峻海, Marko Damjanovic, 加藤 恵一, Markus Enders, 山下 正廣
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] NMR Analysis of Terbium(III)-Phthalocyaninato Single Molecule Magnet2015

    • 著者名/発表者名
      Marko Damjanovic, Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Masahiro Yamashita, Markus Enders
    • 学会等名
      Tohoku University’s Chemistry Summer School 2015
    • 発表場所
      Sendai, Miyagi, Japan
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-Molecule Magnet Properties of a Tetranuclear Dy(III)-Fused Phthalocyaninato Quintuple-Decker Complex2015

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      Tohoku University’s Chemistry Summer School 2015
    • 発表場所
      Sendai, Miyagi, Japan
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-Molecule Magnet Properties of a Tetranuclear Dy(III)-Fused Phthalocyaninato Quintuple-Decker Complex2015

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      5th Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMR Analysis of Terbium(III)-Phthalocyaninato Single Molecule Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      Marko Damjanovic, Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Masahiro Yamashita and Markus Enders
    • 学会等名
      Heidelberg Forum of Molecular Catalysis 2015
    • 発表場所
      Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2015-06-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 遅い磁化緩和挙動を示すテルビウム(III)-縮環フタロシアニン積層型錯体の合成2015

    • 著者名/発表者名
      守田 峻海, 加藤 恵一, 高石 慎也, Brian K. Breedlove, 山下 正廣
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Highest Reported Temperature for Hysteresis of the Magnetization of a Single-Molecule Magnet2014

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      The 16th Japan-Korea Joint Symposium on Organometallic and Coordination Chemistry
    • 発表場所
      東北大学 片平キャンパス さくらホール
    • 年月日
      2014-10-24 – 2014-10-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Highest Reported Temperature for Hysteresis of the Magnetization of a Single-Molecule Magnet2014

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      5th International Conference of Organic Semiconductors
    • 発表場所
      Egret Himeji, 姫路
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] テルビウム(III)-フタロシアニン積層型錯体のNMRを用いた構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      守田 峻海, Marko Damjanovic, 加藤 恵一, Markus Enders, 山下 正廣
    • 学会等名
      第64回錯体化学討論会
    • 発表場所
      中央大学
    • 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] Magnetic Properties of Terbium(III)–Fused Phthalocyaninato Triple-Decker Complex2014

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      41st International Conference on Coordination Chemistry
    • 発表場所
      Suntec Singapore International Convention & Exhibition Centre, Singapore
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Properties of Terbium(III)–Fused Phthalocyaninato Triple-Decker Complex2014

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Molecule-Based Magnets
    • 発表場所
      Holiday Inn Moskovskye Vorota, Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] テルビウム(III)-拡張フタロシアニン積層型錯体の磁気特性2014

    • 著者名/発表者名
      守田 峻海, 加藤 恵一, 高石 慎也, 山下 正廣
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Relaxation Analysis of Hetero-Tetranuclear Lanthanoid(III)-Phthalocyaninato Quintuple-Decker Complex2013

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      6^<th> French Research Organizations-Tohoku University Joint Workshop on Frontier Materials
    • 発表場所
      Tohoku University, Sendai, Japan
    • 年月日
      2013-12-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Relaxation Analysis of Hetero-Tetranuclear Lanthanoid(III)-Phthalocyaninato Quintuple-Decker Complex2013

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      4th Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 発表場所
      International Convention Center, Jeju, Korea
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロ4核ランタノイド-フタロシアニンQuintuple-Decker型錯体の磁化緩和挙動の解析2013

    • 著者名/発表者名
      守田 峻海, 加藤 恵一, 高石 慎也, 山下 正廣
    • 学会等名
      第63回錯体化学討論会
    • 発表場所
      琉球大学、沖縄
    • 年月日
      2013-11-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Relaxation Analysis of Tetranuclear Lanthanoid(III)-phthalocyaninato Single-Molecule Magnets2013

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      4th European Conference on Molecular Magnetism
    • 発表場所
      Karlsruhe Institute of Technology, Germany
    • 年月日
      2013-10-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Dual Magnetic Relaxation Processes Observed for a Tetranuclear Terbium(III) Single-Molecule Magnet with a Fused Phthalocyaninato Ligand having Two Coordination Sites2013

    • 著者名/発表者名
      Takaumi Morita, Keiichi Katoh, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      Tohoku University, Sendai, Japan
    • 年月日
      2013-09-28
    • 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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