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動的スピン平衡によるスピンフラストレーション及び連鎖する特異な磁気秩序の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 16K05421
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関公益財団法人豊田理化学研究所

研究代表者

小島 憲道  公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー事業部門, フェロー (60149656)

研究分担者 岡澤 厚  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (30568275)
研究協力者 榎本 真哉  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード集積型金属錯体 / スピンクロスオーバー / 動的スピン平衡 / メスバウアー分光 / スピンフラストレーション / 逐次相転移 / 連鎖物性 / 磁気相転移 / 電荷移動相転移 / 混合原子価 / 連結異性 / 光異性化 / 光誘起相転移 / 強磁性 / 電荷移動
研究成果の概要

集積型金属錯体(C6H5)4P[Mn(II)Fe(III)(C2O3S)3]を開発し、Mn(II)とFe(III)間の磁気相互作用がFe(III)の動的スピン平衡のため0.1 μsより速い時間で強磁性相互作用と反強磁性相互作用が交互に働き、この動的スピン平衡と連鎖する磁気相互作用のフラストレーションのため、この系は2段階の特異な磁気相転移を起こすことを明らかにした。30 Kで起こる磁気相転移では、Mn(II)スピンのみ磁気整列し、23 Kで起こる2段階目の磁気相転移でMn(II)スピンとFe(III)スピンがともに磁気整列することを磁気測定および57Feメスバウアー分光法で明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

A[Mn(II)Fe(III)(C2O3S)3] (A = cation)において、Fe(III)の動的スピン平衡現象を媒介とした磁性金属イオン間磁気相互作用のフラストレーションが生まれる。A = (C6H5)4Pにおいては、Fe(III)の低スピン状態とMn(II)スピンの間には強磁性相互作用が発現するが、Fe(III)の高スピン状態とMn(II)スピンの間には反強磁性相互作用が発現する。このような動的スピン平衡と連鎖する磁気相互作用のフラストレーションが磁気相転移に与える影響は全く未知の分野であり、分子磁性のみならず広く物性科学に波及効果をもたらすものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 13件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Unique Hydration/Dehydration-Induced Vapochromic Behavior of a Charge-Transfer Salt Comprising Viologen and Hexacyanidoferrate(II)2018

    • 著者名/発表者名
      Rikako Tanaka, Atsushi Okazawa, Hisashi Konaka, Akito Sasaki, Norimichi Kojima, Nobuyuki Matsushita
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 4 ページ: 2209-2217

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b03100

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionic Crystal Containing Protons (H+) as Counter Cations: Preparation and Crystal Structure of a Salt of 4,4'-Bipiperidine-1,1'-diium and Hexacyanidoferrate(II)2018

    • 著者名/発表者名
      Rikako Tanaka, Atsushi Okazawa, Norimichi Kojima, Nobuyuki Matsushita
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 6 ページ: 697-699

    • DOI

      10.1246/cl.180157

    • NAID

      130007384415

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Insight into Charge Transfer Phase Transition for Unique Iron Mixed-Valence Complex (n-C3H7)4N[FeIIFeIII(dto)3] with 2D Honeycomb Network2018

    • 著者名/発表者名
      M. Itoi, A. Okazawa, J. Yamaura, S. Maki, T. Komatsu, N. Kojima, I. Maurien, E. Codjovi, K. Boukheddaden. and F. Varret
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 57 号: 21 ページ: 13728-13738

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b02211

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A triplet biradical with double bidentate sites based on tert-butyl pyridyl nitroxide as a candidate for strong ferromagnetic couplers2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Okazawa, Yuutaro Terakado, Takayuki Ishida, Norimichi Kojima
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 42 号: 22 ページ: 17874-17878

    • DOI

      10.1039/c8nj04180f

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Transition Metal Substitution on the Charge-Transfer Phase Transition and Ferromagnetism of Dithiooxalato-Bridged Hetero Metal Complexes, (n-C3H7)4N[FeII1-xMnIIxFeIII(dto)3]2018

    • 著者名/発表者名
      Masaya Enomoto, Hiromichi Ida, Atsushi Okazawa, Norimichi Kojima
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 8 号: 12 ページ: 446-462

    • DOI

      10.3390/cryst8120446

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Studies on Nanostructure and Magnetic Behaviors of Mn-Doped Black Iron Oxide Magnetic Fluids Synthesized from Iron Sand.2017

    • 著者名/発表者名
      A. Taufiq, A.T. Sunaryono, N. Hidayat, A. Hidayat, E. Giri, R. Putra, A. Okazawa, I. Watanabe, N. Kojima, S. Pratapa, Darminto
    • 雑誌名

      Nano, World Scientific

      巻: 12 号: 09 ページ: 1750110-1750110

    • DOI

      10.1142/s1793292017501107

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Control of Spin-Crossover Phenomena in One-Dimensional Triazole-Coordinated Iron(II) Complexes by Means of Functional Counter Ions2017

    • 著者名/発表者名
      A. Sugahara, H. Kamebuchi, A. Okazawa, M. Enomoto, N. Kojima
    • 雑誌名

      Inorganics

      巻: 5

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of V-substitution Effect an Iron Mixed-Valence Complex2017

    • 著者名/発表者名
      N. Shida, Y. Suzawa, M. Inaba, A. Okazawa, N. Kojima, M. Enomoto
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 136 ページ: 143-148

    • DOI

      10.1016/j.poly.2017.04.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small-Angle X-Ray Scattering Study on PVA/Fe3O4 Magnetic Hydrogels2016

    • 著者名/発表者名
      Sunaryono, Ahmad Taufiq, Edy Giri Rahman Putra, Atsushi Okazawa, Isao Watanabe, Norimichi Kojima, Supagorn Rugmai, Siriwat Soontaranon, Mohammad Zainuri, Triwikantoro, Suminar Pratapa, Darminto
    • 雑誌名

      NANO

      巻: 11 号: 03 ページ: 1650027-1650027

    • DOI

      10.1142/s1793292016500272

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamical Behavior of the Charge Transfer Phase Transition in Dithiooxalato-Bridged Iron Mixed-Valence System2016

    • 著者名/発表者名
      M. Enomoto, I. Watanabe, N. Kojima
    • 雑誌名

      Current Inorganic Chemistry

      巻: 6 号: 1 ページ: 49-60

    • DOI

      10.2174/1877944105666150910200754

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Magnetic Properties of Linear Two-Coordinate Monomeric Diaryliron(II) Complexes Bearing Fused-Ring Bulky “Rind” Groups2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Goda, Masanori Nikai, Mikinao Ito, Daisuke Hashizume, Kohei Tamao, Atsushi Okazawa, Norimichi Kojima, Hiroyuki Fueno, Kazuyoshi Tanaka, Yoshio Kobayashi, and Tsukasa Matsuo
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 636-638

    • DOI

      10.1246/cl.160216

    • NAID

      130005155021

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic property and Mössbauer analysis of SrSn1-xFexO3 prepared by a sol-gel method2016

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Nomura, Shigeyo Suzuki, Yuya Koike, Hongling Li, Atsushi Okazawa, Norimichi Kojima
    • 雑誌名

      Hyperfine Interactions

      巻: 237 号: 1

    • DOI

      10.1007/s10751-016-1260-2

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Control of Spin-Crossover Transition for Iron(II) Complexes by Means of Functional Counter Ions2018

    • 著者名/発表者名
      N. Kojima, A. Sugahara, H. Kamebuchi
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2018, Sendai, Japan)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多重機能性スピンクロスオーバー錯体の開発と将来の課題2018

    • 著者名/発表者名
      小島憲道
    • 学会等名
      大阪大学基礎工学研究科・未来研究推進センター・シンポジウム「機能性分子錯体の化学・物理の新しい展開」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Progress of multifunctional phenomena coupled with spin, photon and charge based on iron mixed-valence system2018

    • 著者名/発表者名
      N. Kojima
    • 学会等名
      The 9th TOYOTA RIKEN International Workshop (Nagoya, 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study on the structural evolution of thiolate-protected gold clusters by means of 197Au Mössbauer spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      N. Kojima, Y. Kobayashi, M. Seto, Y. Negishi, T. Tsukuda
    • 学会等名
      The 9th TOYOTA RIKEN International Workshop (Nagoya, 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin dynamics in tripyrazolylmethane iron(II) complexes showing static and dynamic spin-crossover phenomena2018

    • 著者名/発表者名
      A. Okazawa, H. Kobayashi, .I. Kawasaki, I. Watanabe, N. Kojima
    • 学会等名
      The 9th TOYOTA RIKEN International Workshop (Nagoya, 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Ferroelectrics Studied using mSR2018

    • 著者名/発表者名
      F. Pratt, A. Berliel, l. Watanabe, Y. Miyazaki, N. Kojima
    • 学会等名
      4th International Conference on Functional Materials Science 2018 (Bali, Indonesia)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 集積型金属錯体における動的スピン平衡と連鎖する磁気物性2018

    • 著者名/発表者名
      小島憲道
    • 学会等名
      京都大学複合原子力科学研究所専門研究会「短寿命RIを用いた核分光と核物性研究」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 結晶構造解析とDFT計算による鉄混合原子価錯体(n-C3H7)4N[FeIIFeIII(dto)3]の光誘起電荷移動相転移の可能性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      糸井充穂, 岡澤厚, 山浦淳一, 真木祥千子, 小松徳太郎, I. Maurin, E. Codjovi, K. Boukheddaden, 小島;憲道
    • 学会等名
      日本物理学会・第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Crystal structure construction of organic salts comprising proton, H+, as a counter cation2018

    • 著者名/発表者名
      R. Tanaka, A. Okazawa, N. Kojima, N. Matsushita
    • 学会等名
      Annual Meeting of the Chemical Society of Japan, (Funahashi, Chiba)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Progress of Multifunctional Phenomena Coupled with Spin, Photon and Charge Based on Organic-Inorganic Hybrid System2017

    • 著者名/発表者名
      N. Kojima
    • 学会等名
      International Conference on Smart Materials (Bangkok, Thailand)
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Progress of Multi Functional Properties of Organic-Inorganic Hybrid System, A[FeIIFeIIIX3] (A = (CnH2n+1)4N, Spiropyran; X = C2O2S2, C2O3S)2017

    • 著者名/発表者名
      N. Kojima
    • 学会等名
      International Congress on Chemistry and Materials Science, (Ankara, Turkey)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Control of charge transfer phase transition and ferromagnetism for iron mixed-valence complexes by means of photo-isomerization2017

    • 著者名/発表者名
      N. Kojima, J. Yoshida, A. Okazawa, M. Enomoto, Y. Kobayashi
    • 学会等名
      International Conference on the Applications of the Mossbauer Effect (St. Petersburg, Russia)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄混合原子価錯体の電子状態および相転移のメスバウアー分光法による解析2017

    • 著者名/発表者名
      小島憲道
    • 学会等名
      メスバウアー分光研究会(東京理科大学)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄混合原子価錯体における連結異性と電荷移動相転移に及ぼす効果のメスバウアー分光研究2017

    • 著者名/発表者名
      小島憲道
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所専門研究会「短寿命RIを用いた核分光と核物性研究」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] メスバウアー分光から見た鉄混合原子価錯体の電荷移動相転移と磁性2016

    • 著者名/発表者名
      小島憲道, 吉田順哉, 岡澤厚, 榎本真哉,小林義男
    • 学会等名
      平成28年度KUR専門研究会「短寿命RIを用いた核分光と核物性研究」
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所、大阪府
    • 年月日
      2016-12-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on the Structural Evolution of Thiolate-protected Gold Clusters by Means of 197Au Mössbauer Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      N. Kojima
    • 学会等名
      International Conference on Atomic and Nuclear Physics
    • 発表場所
      Atlanta, USA
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ビピリジン骨格を有する有機アクセプター分子と鉄錯体ドナーからなるベイポクロ ミック電荷移動塩における構造未知相の粉末 X 線構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      田中李叶子、小中尚、佐々木明登、岡澤厚、小島憲道、松下信之
    • 学会等名
      日本結晶学会平成28年度年会
    • 発表場所
      茨城県立県民文化センター、水戸市
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン交換膜を利用したスピンクロスオーバー錯体膜の開発とプロトンの流れの可視化2016

    • 著者名/発表者名
      小島憲道
    • 学会等名
      第25回ポリマー材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ビピリジン骨格を有する有機アクセプターと鉄錯体ドナーからなる電荷移動塩における固相合成相の結晶構造2016

    • 著者名/発表者名
      田中李叶子、岡澤厚、小島憲道、松下信之
    • 学会等名
      第 25 回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学、京都市
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 鎖状二価カチオンがもたらす鉄混合原子価錯体における磁性層の歪みによる電荷移動挙動の変化2016

    • 著者名/発表者名
      矢口寛、佐々木翔太郎、榎本真哉、岡澤厚、小島憲道
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学、福岡市
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ベイポクロミック鉄錯体電荷移動塩の粉末X線構造解析による結晶構造解明2016

    • 著者名/発表者名
      田中李叶子、小中尚、佐々木明登、岡澤厚、小島憲道、松下信之
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学、福岡市
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis, Crystal Structures, and Magnetic Properties of Copper(II) Complexes with Bischelate and High-spin Biradical Ligand2016

    • 著者名/発表者名
      A. Okazawa, T. Ishida, K. Ogawa, N. Kojima
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Magnetism 2016 (ICMM2016)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Charge Transfer Phase Transition in an Iron Mixed-Valence Complex with Specific2016

    • 著者名/発表者名
      M. Enomoto, M. Shirakawa, H. Izawa, K. Sato, A. Okazawa, N. Kojima
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Magnetism 2016 (ICMM2016),
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Properties of Substitution Effect in an Iron Mixed-Valence Complex2016

    • 著者名/発表者名
      N. Shida, Y. Suzawa, A. Okazawa, N. Kojima, M. Enomoto
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Magnetism 2016 (ICMM2016),
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamical Behavior of the Charge Transfer Phase Transition in Dithiooxalato-Bridged Iron Mixed-Valence System2016

    • 著者名/発表者名
      N. Kojima, M. Enomoto, A. Okazawa, M. Itoi, I. Watanabe
    • 学会等名
      XXIII International Symposium on the Jahn-Teller Effect
    • 発表場所
      Tartu, Estonia
    • 年月日
      2016-08-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] “Nafion: Properties, Structure and Applications,” ed. A. Sutton2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kamebuchi, M. Enomoto, N. Kojima
    • 出版者
      Nova Science Publishers
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 豊田理化学研究所

    • URL

      https://www.toyotariken.jp/info/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 豊田理化学研究所

    • URL

      http://www.toyotariken.jp/info/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 豊田理化学研究所HP

    • URL

      http://www.toyotariken.jp/info/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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