金属電子と相関するスピン分極ドナーの設計と合成

• 研究課題/領域番号: 15073202
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 泉岡 明 茨城大学, 理学部, 教授 (90193367)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 27,900千円 (直接経費: 27,900千円); 2007年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2006年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2005年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2004年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2003年度: 14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
• キーワード: スピン分極ドナー / 金属ナノ粒子 / ナノロッド / 有機・無機複合材料 / ナノ材料 / ESRスペクトル / 半導体物性 / 金属ナノロッド / 複合材料・物性 / 走査プローブ顕微鏡 / ナノ粒子 / 構造体 / ゲル濾過型液体クロマトグラフィー / 粒径制御 / X線小角散乱 / 物理吸着 / 化学吸着 / 金ナノ粒子 / 粒径分布 / ナノ構造体 / 分子性導体 / 導電性

研究概要

金属ナノ粒子やナノロッドに種々のスピン分極ドナーを吸着させ、金属の伝導電子とその表面に吸着した有機ラジカル分子の局在スピンとの磁気的・電子的相互作用を検討することは有機・無機複合材料の新たな展開へ向けて基礎的データを与える。本研究では一電子授受に対して高スピン分子種を生じるスピン分極ドナー・アクセプターの開発を行い、これらが配位子として吸着した金ナノ粒子の合成と物性測定を行うことを目的として研究を行った。
これまで、スピン分極ドナーであるニトロニルニトロキシド(NN)が吸着した金ナノ粒子4nm(NN@Au)はテトラオクチルアンモニウムブロミドが吸着した金ナノ粒子からの配位子交換により調製してきた。しかし、この方法で得られるNN@Auは配位子交換前のナノ粒子の粒径に依存し、各サイズ領域のナノ粒子の調製は困難である。本研究ではNN@Auの新規調製法および得られたナノ粒子の磁気的相互作用について検討した。還元剤としてK-セレクトライドを用いた調製法により2nm前後のNN@Auを、ジメチルジステアリルアンモニウムブロミドが吸着した金ナノ粒子(DMDSAB@Au)からの配位子交換により約7nmのNN@Auの調製に成功した。これらの方法によって得られたそれぞれのナノ粒子におけるESRスペクトル測定ではブロードなシグナルが観測された。7nmのNN@Auのブロードなシグナルの線幅は91.5mTで先に得られた4nmのNN@Au(36〜61.2mT)よりも広い線幅であった。このことから、金ナノ粒子の粒径が大きい程、局在スピンとの相互作用が大きく生じる傾向にあるという知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Noncatalytic, Solven t -Free Thermal Formation of Cyclic Trimers Using Bis-(acylocymethyl)hexa-2, 4-diyen Derivatives . (2004)
  • 著者名/発表者名: S. Taniguchi, T. Yokoki, A. Izuoka, M. M. Matsushita, T. Sugawara
  • 雑誌名: Tetrahedron、Lett. 45 ページ: 2671-2675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Quantum Paraelectricity in an Intermolecular Ionic Hydrogen -Bonded Crystal of a Squaric Acid Derivative (2004)
  • 著者名/発表者名: I. Takasu, A. Izuoka, T. Sugawara, T. Mochida
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B. 108 ページ: 5527-5531
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric Response in Bisquaric Acid Crystal: Possible Generation of Protonic Soliton in Quasi -One -Dimensional Hydrogen -Bonded System (2004)
  • 著者名/発表者名: I. Takasu, A. Izuoka, T. Sugawara, T. Mochida
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B. 108 ページ: 18495-18499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyhedral Building Block with Specific Facial Interaction for Conducting Supramolecular Self-assembly (2004)
  • 著者名/発表者名: J. Tanabe, H. Terao, M. M. Matsushita, T. Sugawara, T. Kubo, T. Tejima, A. Izuoka, Y. Kawada
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 14 ページ: 2842-2847
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Nove 1 TTF-Ba sed Don or Carrying Four Nitronyl Nitroxides (2004)
  • 著者名/発表者名: G. Harada, T. Jin, A. Izuoka, M. M. Matsushita, T. Sugawara
  • 雑誌名: Tetahedron. Lett. 44 ページ: 4415-4418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noncatalytic, Solvent-Free Thermal Formation of Cyclic Trimers Using Bis-(acylocymethyl)hexa-2,4-diyne Derivatives (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Taniguchi
  • 雑誌名: Tetradron Lett. 45 ページ: 2671-2675
• [雑誌論文] Observation of Quantum Paraelectricity in an Intermolecular Ionic Hydrogen-Bonded Crystal of a Squaric Acid Derivative (2004)
  • 著者名/発表者名: I.Takasu
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 108 ページ: 5527-5531
• [雑誌論文] Dielectric Response in Bisquaric Acid Crystal: Possible Generation of Protonic Soliton in Quasi-One-Dimensional Hydrogen-Bonded System (2004)
  • 著者名/発表者名: I.Takasu
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 108 ページ: 18495-18499
• [雑誌論文] Polyhedral Building Block with Specific Facial Interaction for Conducting Supramolecular Self-assembly (2004)
  • 著者名/発表者名: J.Tanabe
  • 雑誌名: J.Mater.Chem. 14 ページ: 2842-2847
• [雑誌論文] “Design and Preparation of Pyrrole -Based Spin-Polarized Donors (2003)
  • 著者名/発表者名: J . Nakazaki, I. Chung, M. M. Matsushita, T. Sugawara, R. Watanabe, A. Izuoka, T. Sugawara
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 13 ページ: 1011-1022
  • 査読あり
• [学会発表] ブチル基が置換した金錯体の合成と還元反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 泉岡明
  • 学会等名: 第19回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-10-03
• [学会発表] アルキル基が直接吸着した金ナノ粒子の調製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 泉岡明
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 粒径2.8nmの単分散金ナノ粒子の調製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 泉岡明
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] TTF誘導体が修飾した金ナノ粒子の調製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 泉岡明
  • 学会等名: 日本科学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] a-トルエンチオール誘導体が吸着した金ナノ粒子の調製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 泉岡明
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] サイズ排除型クロマトグラフィーによる金ナノ粒子のサイズ分離 (2007)
  • 著者名/発表者名: 泉岡明
  • 学会等名: 第1回分子科学討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2007-09-20
• [学会発表] 準安定なTOAB修飾金ナノ粒子の調製と熱成長反応 (2007)
  • 著者名/発表者名: 泉岡明
  • 学会等名: ナノ学会第5回大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2007-05-21
• [図書] TTF Chemistry - Fundamentals and Applications of Tetrathiafulvalene Chapter 6 "TTFs with Organic Radicals" (2004)
  • 著者名/発表者名: J.Nakazaki
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: Springer
• [備考] 茨城大学研究者情報総覧
  • URL: http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm
• [文献書誌] Jotaro Nakazaki: "Design and Preparation of Pyrrole-Based Spin-Polarized Donors"J.Mater.Chem.. 13. 1011-1022 (2003)
• [文献書誌] Genta Harada: "A Novel TTF-Based Donor Carrying Four Nitronyl Nitroxides"Tetrahedron Lett.. 44. 4415-4418 (2003)
• [文献書誌] Shin-ichi Taniguchi: "Noncatalytic, Solvent-Free Thermal Formation of Cyclic Trimers using 1,6-Bis(acyloxymethyl)hexa-2,4-diyne derivatives"Tetrahedron Lett.. 45. 2671-2675 (2004)