超低温環境下での円偏波ＥＳＲ法の開発

• 研究課題/領域番号: 15H03800
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 塩見 大輔 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40260799)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円); 2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 円偏波 / 円偏光 / マイクロ波 / ESR / 電子スピン共鳴 / SQUID磁束計 / 磁化 / 磁化率 / キラリティ / キラル磁性体 / キラリティー / SQUID / ラジカル

研究成果の概要

磁性体のキラリティを評価する新しい手法として，円偏光（円偏波）を用いた磁気分光法は有望と考えられるが，実用レベルの測定法はまだ確立していない．本研究では，円偏波マイクロ波を用いた電子スピン共鳴の新手法として，円偏波マイクロ波の照射下で定常的な縦磁化の変化量を検出できる装置を設計・試作した．磁化の測定には，市販のSQUID磁束計を用い，電磁場シミュレーションに基づいて設計・製作した円筒導波管を組み合わせることで，測定システムを組み立てた．アキラルな有機ラジカルを標準試料として，円偏波による電子スピン共鳴を観測することができたが，信号強度の分析から，だ円偏波成分の混入が認められた．

研究成果

• [雑誌論文] Analyses of sizable ZFS and magnetic tensors of high spin metallocomplexes (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yamane, Kenji Sugisaki, Tomoki Nakagawa, Hideto Matsuoka, Takahisa Nishio, Shigemori Kinjyo, Nobuyuki Mori, Satoshi Yokoyama, Chika Kawashima, Naoki Yokokura, Kazunobu Sato, Yuki Kanzaki, Daisuke Shiomi, Kazuo Toyota, David H. Dolphin, Wei-Ching Lin, Charles A. McDowell, Makoto Tadokoroc, Takeji Takui
  • 雑誌名: Phys Chem Chem Phys 巻: 19 号: 36 ページ: 24769-24791
  • DOI: 10.1039/c7cp03850j
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Behaviour of DFT-Based Approaches to the Spin-Orbit Term of Zero-Field Splitting Tensors: A Case Study of Metallocomplexes, MIII(acac)3 (M = V, Cr, Mn, Fe and Mo) (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Sugisaki, K. Toyota, K. Sato, D. Shiomi, T. Takui
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 19 号: 44 ページ: 30128-30138
  • DOI: 10.1039/c7cp05533a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Chemistry on Quantum Computers: A Polynomial-Time Quantum Algorithm for Constructing the Wavefunctions of Open Shell Molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Sugisaki, S. Yamamoto, S. Nakazawa, K. Toyota, K. Sato, D. Shiomi, T. Takui
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry A 巻: 120 号: 32 ページ: 6459-6466
  • DOI: 10.1021/acs.jpca.6b04932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-Restricted Orbital Treatment for the Density Functional Theory Calculations of the Spin-Orbit Term of Zero-Field Splitting Tensors (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Sugisaki, K. Toyota, K. Sato, D. Shiomi, and T. Takui
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry A 巻: 120 号: 49 ページ: 9857-9866
  • DOI: 10.1021/acs.jpca.6b10253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adiabatic quantum computing with spin qubits hosted by molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, S; Nakazawa, S; Sugisaki, K; Sato, K; Toyota, K; Shiomi, D; Takui, T
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 17 号: 4 ページ: 2742-2749
  • DOI: 10.1039/c4cp04744c
  • 査読あり
• [学会発表] 大きなゼロ磁場分裂定数を持つ高スピン金属錯体のESRスペクトルにおける一般的な解析式とレニウム錯体への適用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山根健史・杉崎研司・佐藤和信・神崎祐貴・豊田和男・塩見大輔・田所誠・工位武治
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] 量子コンピュータによる開殻分子のFull-CI 計算に向けて：多項式時間で配置状態関数を生成する量子アルゴリズムの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉崎研司・山本悟・中澤重顕・豊田和男・佐藤和信・塩見大輔・工位武治
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川・横浜）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 分子主軸座標系における単結晶ESR 法を用いた大きなゼロ磁場分裂定数を持つ高スピンレニウム(III,IV)二核錯体の磁気的性質 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山根健史・中川朋樹・佐藤和信・杉崎研司・神崎祐貴・豊田和男・塩見大輔・吉澤真・田所誠・工位武治
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川・横浜）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 量子コンピュータによる開殻分子の量子化学計算に向けて：新たな配置状態関数生成法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉崎研司,山本悟,中澤重顕,豊田和男,佐藤和信,塩見大輔,工位武治
  • 学会等名: 第56回電子スピンサイエンス学会年会
• [学会発表] ESR/ENDOR法を用いたホスホニウム基を有する安定なナフタレンジイミドラジカルイオンの電子状態の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 崎山弾,巽俊輔,杉崎研司,佐藤和信,豊田和男,塩見大輔,Sharvan Kumar,Sudhir Kumar Keshri,Yogendra Kumar,Pritam Mukhopadhyay,工位武治
  • 学会等名: 第56回電子スピンサイエンス学会年会
• [学会発表] Analysis of Sizable ZFS and Magnetic Tensors of a High Spin Pseudo-Octahedral ReIII,IV Dinuclear Complex: Exact Analytical and Zeeman Perturbation Treatments and Quantum Chemical Calculations (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yamane, Kenji Sugisaki, Tomoki Nakagawa, Kazunobu Sato, Yuki Kanzaki, Daisuke Shiomi, Kazuo Toyota, Makoto Yoshizawa, Makoto Tadokoro, Takeji Takui
  • 学会等名: The 5th Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications (AWEST2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Revisit to the ESR analyses of high-spin manganese, iron and cobalt complexes with sizable ZFS parameters, as studied by full spin Hamiltonian approaches and quantum chemical calculations (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Yamane, K. Sugisaki, K. Sato, K. Toyota, D. Shiomi, T. Takui
  • 学会等名: The 11th Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 国際学会
• [学会発表] 主軸座標系における単結晶ESRスペクトル、SQUID測定および量子化学計算を用いた高スピンレニウム錯体の電子状態の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山根健史, 中川朋樹, 佐藤和信, 杉崎研司, 神崎祐貴, 豊田和男,塩見大輔, 吉澤真, 田所誠, 工位武治
  • 学会等名: 第55回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 大阪市立大学（大阪・大阪）
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] 量子コンピュータによる量子化学計算：多電子スピン系の波動関数を生成する多項式時間量子アルゴリズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉崎研司, 山本悟, 中澤重顕, 豊田和男, 佐藤和信, 塩見大輔, 工位武治
  • 学会等名: 第55回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 大阪市立大学（大阪・大阪）
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] Electronic Structures and Proton-Electron Synchronized Dynamics of Rhenium(III,IV) Binuclear Complexes as Studied by Single-Crystal ESR Spectroscopy, SQUID Measurements and Quantum Chemical Calculations (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Yamane, T. Nakagawa, K. Sato, K. Sugisaki, Y. Kanzaki, K. Toyota, D. Shiomi, M. Yoshizawa, M. Tadokoro, and T. Takui
  • 学会等名: The 10th Russian-Japanese Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 発表場所: Novosibirsk (Russia)
  • 年月日: 2016-09-19
  • 国際学会
• [学会発表] Electronic Structures and Proton-Electron Synchronized Dynamics of Re(III,IV) Binuclear and Re(IV) Mononuclear Complexes as Studied by Single-Crystal ESR, Magnetic Susceptibility and Quantum Chemical Calculations (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Yamane, T. Nakagawa, K. Sato, K. Sugisaki, Y. Kanzaki, K. Toyota, D. Shiomi, M. Yoshizawa, M. Tadokoro and T. Takui
  • 学会等名: The 4th Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications (AWEST 2016)
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫・淡路）
  • 年月日: 2016-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] 分子主軸座標系における単結晶ESR法を用いた大きなゼロ磁場分裂定数を持つレニウム(III,IV)二核錯体の磁気的性質の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山根健史・中川朋樹・佐藤和信・杉崎研司・神崎祐貴・豊田和男・塩見大輔・吉澤真・田所誠・工位武治
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都・京田辺）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] プロトン-電子同期移動を示すレニウム(III/IV)二核錯体およびレニウム(IV)単核錯体の単結晶ESRによる研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中川朋樹・山根健史・佐藤和信・杉崎研司・神崎祐貴・豊田和男・塩見大輔・吉澤真・田所誠・工位武治
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都・京田辺）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Electronic structures of rhenium (III,IV) binuclear complexes with large ZFSs as studied by single-crystal ESR spectroscopy in the principal axis system and quantum chemical calculations (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yamane, T. Nakagawa, S. Tatsumi, K. Sato, K. Sugisaki, Y. Kanzaki, K. Toyota, D. Shiomi, M. Yoshizawa, M. Tadokoro, and T. Takui
  • 学会等名: The 9th Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫・淡路）
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] Synchronized proton-electron transfer systems in rhenium complexes with mixed-valence states as studied by single-crystal ESR spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, T. Yamane, K. Sato, K. Sugisaki, Y. Kanzaki, K. Toyota, D. Shiomi, M. Yoshizawa, M. Tadokoro and T. Takui
  • 学会等名: The 9th Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫・淡路）
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] 大きなゼロ磁場分裂定数をもつ混合原子価レニウム(III,IV)２核錯体の分子主軸座標系における単結晶ESR研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山根健史・中川朋樹・巽俊輔・佐藤和信・杉崎研司・神崎祐貴・豊田和男・塩見大輔・吉澤真・田所誠・工位武治
  • 学会等名: 第54回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟・新潟）
  • 年月日: 2015-11-02
• [学会発表] レニウム(IV)単核および混合原子価レニウム(III,IV)二核錯体の単結晶ESRスペクトルと電子状態：プロトンー電子同期連動系 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中川朋樹,山根健史,佐藤和信,杉崎研司,神崎祐貴,豊田和男,塩見大輔,吉澤真,田所誠,工位武治
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京・目黒）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 大きなゼロ磁場分裂定数をもつ混合原子価レニウム（III,IV）ニ核錯体の単結晶ESRスペクトルと電子構造：分子主軸座標系における単結晶ESR解析と量子化学計算 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山根健史,中川朋樹,巽俊輔,佐藤和信,杉崎研司,神崎祐貴,豊田和男,塩見大輔,吉澤真,田所誠,工位武治
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京・目黒）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] A Single-Crystal ESR Study of Electronic Structure and Proton Dynamics of Binuclear Rhenium Complexes with Hydrogen bonded biimidazolate Ligands in a Mixed-Valence State (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yamane, K. Sato, S. Tatsumi, K. Sugisaki, Y. Kanzaki, K. Toyota, D. Shiomi, M. Yoshizawa, M. Tadokoro and T. Takui
  • 学会等名: The 3rd Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫・淡路）
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会