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第一原理計算とモデル計算を併用した高効率光誘起相転移物質の理論的探索

研究課題

研究課題/領域番号 16740181
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

川本 徹  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 主任研究員 (00356859)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2005年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2004年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード光誘起相転移 / ルシアンブルー型錯体 / ナノ粒子 / 配位子 / 第一原理計算 / シミュレーション / 半経験的分子軌道法 / イジング模型 / モンテカルロシミュレーション / スピン転移 / モンテカルロ / スピンクロスオーバー / シアノ架橋錯体 / プルシアンブルー / ナノ微粒子 / 動的相転移
研究概要

北陸先端大山田助教(現東京農工大特任助教授)と共同で、シアノ架橋金属錯体ナノ粒子の磁性等の、表面配位子効果について研究を行った。これらの材料は光誘起磁性を示す物であるが、表面を修飾する長鎖アルキル鎖を持つ配位子の種類によって、磁化の大きさが異なることを山田助教が発見した。我々は、この理由が、配位子が結合する遷移金属が6配位高スピン構造から4配位低スピン構造に変化することを密度汎関数法の計算により明らかにした。具体的には、ニッケルにピリジン、エチルアミン、水が配位した場合の安定構造及びスピン状態をそれぞれ計算し、エネルギー比較から構造の安定性を議論した。磁化の変化は、配位子が結合する金属原子の比率が配位子の種類によって変化し、その結果、低スピンになる金属原子の比率が配位子に依存するためであると考えられる。この結果は、現在論文を執筆中である。
また、錯体ナノ粒子を合成する際には、前述の通り、長鎖アルキル鎖を持つ配位子を使用するが、表面に長鎖アルキル鎖を持つ配位子が多数配位した場合に、その構造は明らかではない。我々は特に、金表面中にテルル末端配位子が吸着した際の構造について、半経験的分子軌道法により計算した。結果として、テルル末端配位子を利用した場合、配位子が高分子化し、硫黄末端配位子の場合と構造が大きく異なることを示した。この結果は、産総研中村徹主任研究員が実施した実験結果と一致する。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Thermal hysteresis loop or the spin-state in nanoparticies or transition metal complexes : Monte Carlo simulations on an Ising-like model2005

    • 著者名/発表者名
      Tohru Kawamoto, Shuji Abe
    • 雑誌名

      Chemical Communications 31

      ページ: 3933-3933

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fixed spin effect on a phase switching of an Ising model under constant excitation : Study for impurity effect on photoinduced spin-state switching in transition metal complexes2005

    • 著者名/発表者名
      Tohru Kawamoto
    • 雑誌名

      Polyhedron 24

      ページ: 2676-2676

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Monte Carlo simulations of an Ising-like model for photoinduced spin-state switching in nanoparticles of transition metal complexes2005

    • 著者名/発表者名
      Tohru Kawamoto
    • 雑誌名

      Journal of Physics : conference series 21

      ページ: 56-56

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Simulations with an Ising-like model for dynamical phase transitions under strong excitation2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kawamoto, Y.Moritomo, S.Abe
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73

      ページ: 3471-3478

    • NAID

      110001979324

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamical Phase Transition under photo-excitation in a Spin-Crossover Complex2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Moritomo et al.
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence 108

      ページ: 229-232

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fixed spin effect on a phase switching of an Ising model under constant excitation : Study for impurity effect on photoinduced spin-state switching in transition metal complexes

    • 著者名/発表者名
      T.Kawamoto, S.Abe
    • 雑誌名

      Polyhedron (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Photoinduced phase transitions(川本はp197-238を担当)2004

    • 著者名/発表者名
      那須奎一郎編
    • 総ページ数
      345
    • 出版者
      World Scientific
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] プルシアンブルー型金属錯体超微粒子、その分散液、及びそれらの製造方法2012

    • 発明者名
      川本 徹, 田中 寿, 桑原 正人, 坂本 政臣, 山田 真実
    • 権利者名
      独立行政法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2012-07-13
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] プルシアンブルー型金属錯体超微粒子、その分散液、及びそれらの製造方法2011

    • 発明者名
      川本 徹, 田中 寿, 栗原 正人, 坂本 政臣, 山田 真実
    • 権利者名
      独立行政法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2011-197621
    • 出願年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] プルシアンブルー型金属錯体超微粒子、その分散液2011

    • 発明者名
      川本 徹, 田中 寿, 栗原 正人, 坂本 政臣, 山田 真実
    • 権利者名
      独立行政法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2011-197621
    • 出願年月日
      2011-09-09
    • 取得年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] 記憶素子2004

    • 発明者名
      川本 徹, 山田真実, 栗原正人
    • 権利者名
      独立行政法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権番号
      2004-286844
    • 出願年月日
      2004-09-30
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2020-05-15  

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