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一次元多核遷移金属錯体の構造・電子状態と物性発現に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16750049
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機化学
研究機関大阪大学

研究代表者

北河 康隆  大阪大学, 理学研究科, 助手 (60362612)

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: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード一次元多核遷移金属錯体 / 電子状態理論 / 磁性 / 高精度量子化学計算 / ハイブリッド密度汎関数法 / 有効交換積分値 / スピン射影構造最適化法 / 生体内活性中心 / J値 / 伝導性
研究概要

本年度はMMX錯体と称される一群の一次元多核遷移金属錯体についての量子化学計算を実行し、その電子状態の可能性について考察した。具体的には、Ni_2(dta)_4IおよびPt_2(dta)_4I錯体の内部構造と電子状態の関係をクラスターモデルを用いて行った。一般的にPtを使った錯体では、鎖内構造にバリエーションが見られるが、Niを使った錯体ではAVSDW構造と呼ばれる構造しか見つかっていない。そこで、理論計算を用いて他の構造の可能性を探った。その結果、Ni錯体ではAVSDW状態しか安定点が存在しないが、Pt錯体では複数の安定点が見つかり、実験を上手く説明できる結果が得られた。この結果は国内外の学会にて発表し、論文を出版した(印刷中)。
上記研究に加え、錯体などの電子状態解析に必須な、構造最適化手法の開発を行った。これにより、少ない計算機資源で精度の高い構造予測を可能とした。こちらも国内外の学会で発表し、論文を投稿中である。また、生体内に見られる多核遷移金属クラスターの電子状態が周辺の化学環境にどのような影響を受けるかを解析した。
これら一連の研究は、実在系の構造をクラスターモデルに簡約化し、配位子等も含めた大規模量子化学計算を行い、金属イオン種や配位子種などの効果を微視的な視点から明らかにしてゆくというものである。特に、磁気的な相互作用に着目し系統的に研究を行っている点が、世界的にもオリジナルである。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (29件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Theoretical studies on relation among structures, electric structures and magnetic interactions in MMX complexes2007

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

      Polyhedron (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theory of chemical bonds in metalloenzymes III : Full geometry optimization and vibration analysis of ferredoxin-type [2Fe-2S] cluster2007

    • 著者名/発表者名
      M.Shoji et al.
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem. 107

      ページ: 116-133

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A general algorithm for calculation of Heisenberg exchange integrals J in multispin systems2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shoji et al.
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 432

      ページ: 343-347

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theory of chemical bonds in metaIIoenzymes V : Hybrid-DFT studies of the inorganic [8Fe-7S] core2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shoji et al.
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem. 106

      ページ: 3288-3302

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Hybrid-density functional study of magnetism and ligand control in Ni9 complexes2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shoji et al.
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 421

      ページ: 483-487

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The electronic structure and magnetic property of mu-hydroxo bridged manganese porphyrin dimer2006

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

      Eur. Phys. J D38

      ページ: 193-197

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical studies on magnetic interactions and charge-dope effects in one-dimensional Ni_5 and Ni_7 complexes2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitagawa, M.Shoji, K.Koizumi, T.Kawakami, M.Okumura, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Polyhedron 24

      ページ: 2778-2783

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical studies on ferrimagnetic behavior of TCNE and manganese porphyrin dimer2005

    • 著者名/発表者名
      K.Koizumi, M.Shoji, Y.Kitagawa, T.Taniguchi, T.Kawakami, M.Okumura, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Polyhedron 24

      ページ: 2720-2725

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Chemical bonding, less screening, and Hund's rule revisited2005

    • 著者名/発表者名
      S.Yamanaka, K.Koizumi, Y.Kitagawa, T.Kawakami, M.Okumura, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem. 105

      ページ: 687-700

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Search for the ground states of Ising spin clusters by using the genetic algorithms2005

    • 著者名/発表者名
      A.Oda, H.Nagao, Y.Kitagawa, Y.Shigeta, M.Shoji, H.Nitta, M.Okumura, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem. 105

      ページ: 645-654

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theory of chemical bonds in metalloenzymes II : Hybrid-DFT studies in iron-sulfur clusters2005

    • 著者名/発表者名
      M.Shoji, K.Koizumi, Y.Kitagawa, S.Yamanaka, T.kawakami, M.Okumura, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem. 105

      ページ: 628-644

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum spin correction scheme for ab initio spin-unrestricted solutions : Multiple bonds case2005

    • 著者名/発表者名
      S.Yamanaka, R.Takeda, M.Shoji, Y.Kitagawa, H.Honda, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem. 105

      ページ: 605-614

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical studies on magnetic interactions between Ni(II) ions in Urease2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Maruno, M.Shoji, K.Koizumi, Y.Nishiyama, Y.Kitagawa, T.Kawakami, M.Okumura, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Polyhedron 24

      ページ: 2751-2757

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical studies on dissociation of metal-carbon bond in Cobalamin ; -formulation and calculation2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nishiyama, M.Shoji, K.Koizumi, Y.Maruno, Y.Kitagawa, T.Kawakami, M.Okumura, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Polyhedron 24

      ページ: 2745-2750

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical study on the magnetic interactions of active site in hemerythrin2005

    • 著者名/発表者名
      M.Shoji, T.Hamamoto, K.Koizumi, H.Isobe, Y.Kitagawa, Y.Takano, S.Yamanaka.M.Okumura.K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Polyhedron 40

      ページ: 2701-2707

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical studies on magnetic interaction in one-dimensional Cun Brm (S=1/2) chains2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kawakami, T.Taniguchi, Y.Kitagawa, T.Matsumoto, Y.Kamada, T.Sugimoto, M.Okumura.K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Synthetic Metals 154

      ページ: 317-320

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical studies of magnetic interaction in π-radical thiol and Gold hybrid systems2005

    • 著者名/発表者名
      M.Okumura, Y.Kitagawa, T.Kawakami, T.Taniguchi, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Synthetic Metals 154

      ページ: 313-316

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The interaction of neutral and charged Au clusters with O_2,CO and H_22005

    • 著者名/発表者名
      M.Okumura, Y.Kitagawa, Y.Haruta, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Appl.Cat.A 291

      ページ: 37-44

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Possibilities of molecule-based spintoronics of DNA wires, sheets, and related materials2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kawakami, T.Taniguchi, T.Hamamoto, Y.Kitagawa, M.Okumura, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem 105

      ページ: 655-671

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子磁性の理論(その12)(MX)_n、(MMX)_n錯体における金属-金属間相互作用の理論2005

    • 著者名/発表者名
      北河康隆, 山中秀介, 奥村光隆, 山口兆
    • 雑誌名

      固体物理 40

      ページ: 559-570

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子磁性の理論(その11)金属-金属結合の理論と強相関電子系への展開2005

    • 著者名/発表者名
      北河康隆, 山中秀介, 奥村光隆, 山口兆
    • 雑誌名

      固体物理 40

      ページ: 471-483

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子磁性の理論(その10)原子・分子系で用いられているKS-DFT/Hybrid DFTの基礎2005

    • 著者名/発表者名
      山中秀介, 北河康隆, 奥村光隆, 山口兆
    • 雑誌名

      固体物理 40

      ページ: 389-405

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子磁性の理論(その9)低遮蔽則とフント則再訪2005

    • 著者名/発表者名
      山中秀介, 北河康隆, 奥村光隆, 山口兆
    • 雑誌名

      固体物理 40

      ページ: 315-325

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子磁性の理論(その7)遺伝的アルゴリズムのモンテカルロ法への導入2005

    • 著者名/発表者名
      小田彰史, 北河康隆, 重田育照, 長尾秀実, 奥村光隆, 山口兆
    • 雑誌名

      固体物理 40

      ページ: 163-175

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical studies on effective exchange integrals by using spin correlation function analysis and magnetic effective density functional (MEDF) method2004

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

      International Journal of Quantum Chemistry 100

      ページ: 927-936

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The electronic structure and magnetic property of metal-oxo, porphyrin manganese-oxo, and -oxo-bridged manganese porphyrin dimer2004

    • 著者名/発表者名
      K.Koizumi, Y.Kitagawa et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry 100

      ページ: 943-956

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical studies on magnetic interaction in one-dimensional spin chains of hydrogen atoms (Hn) and copper bromide (CunBrm)2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kawakami, Y.Kitagawa et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry 100

      ページ: 907-917

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Theory of chemical bonds in metalloenzymes I : Analytical and hybrid-DFT studies on oxo and hydroxo diiron cores2004

    • 著者名/発表者名
      M.Shoji, Y.Kitagawa et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry 100

      ページ: 887-906

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Studies on Electronic States of Rh-C60 Possibility of a Room-temperature Organic Ferromagnet2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nakano, Y.Kitagawa et al.
    • 雑誌名

      Molecules 9

      ページ: 792-807

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 物性量子化学入門2004

    • 著者名/発表者名
      山口兆 他編 (分担執筆)
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      講談社サイエンティフィック
    • 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: 2016-04-21  

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