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次元交差領域における新しい物性化学

研究課題

研究課題/領域番号 17H01196
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機化学
研究機関京都大学

研究代表者

北川 宏  京都大学, 理学研究科, 教授 (90234244)

研究分担者 前里 光彦  京都大学, 理学研究科, 准教授 (60324604)
大坪 主弥  京都大学, 理学研究科, 助教 (90601005)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)
2019年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2018年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2017年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
キーワード金属錯体化学 / 無機化学 / 固体物性化学
研究成果の概要

次元交差領域に存在する幾何学的構造体が示す特異な物性ついては、物性理論家を中心として以前から予言されてきたが、設計・構築が極めて困難なことから、当該研究の進展が長年阻まれてきた。本研究では、配位化学による合理的な構築手法を用いることによって、次元交差領域に存在する様々な幾何学的構造体を合成し、さらなる物質開発を進めて、次元交差領域に潜む新規物性の開拓を行い、体系的な次元交差科学を確立された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

強い電子-格子相互作用や電子相関及び比較的大きな電子移動積分が導入可能な混合原子価金属錯体を基本骨格として、梯子構造を有する多彩な配位高分子群の設計・構築を行った。一次元電子系と二次元電子系の狭間に位置する梯子系は、鎖の本数や偶数・奇数鎖に強く依存した物性が発現されることが知られている。奇数鎖においてはギャップレスの磁性を示し、偶数鎖ではスピンギャップを示すことが知られており、将来的には量子デバイスへの応用が期待されている。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 3件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 15件、 招待講演 15件)

  • [雑誌論文] The First Study on the Reactivity of Water Vapor in Metal-Organic Frameworks with Platinum Nanocrystals2019

    • 著者名/発表者名
      Ogiwara Naoki、Kobayashi Hirokazu、Concepcion Patricia、Rey Fernando、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 34 ページ: 11731-11736

    • DOI

      10.1002/anie.201905667

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Solid-solution alloy nanoparticles of a combination of immiscible Au and Ru with a large gap of reduction potential and their enhanced oxygen evolution reaction performance2019

    • 著者名/発表者名
      Quan Zhang, Kohei Kusada, Dongshuang Wu, Naoki Ogiwara, Tomokazu Yamamoto, Takaaki Toriyama, Syo Matsumura, Shogo Kawaguchi, Yoshiki Kubota, Tetsuo Honma, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 印刷中 号: 19 ページ: 5133-5137

    • DOI

      10.1039/c9sc00496c

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conducting Coronene Cation Radical Salt Containing Magnetic Metal Ions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Yukihiro、Maesato Mitsuhiko、Saito Gunzi、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 20 ページ: 14068-14074

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b02080

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The relationship between crystalline disorder and electronic structure of Pd nanoparticles and their hydrogen storage properties2019

    • 著者名/発表者名
      Seo Okkyun、Kim Jaemyung、Tayal Akhil、Song Chulho、Kumara L. S. R.、Dekura Shun、Kobayashi Hirokazu、Kitagawa Hiroshi、Sakata Osami
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 号: 37 ページ: 21311-21317

    • DOI

      10.1039/c9ra02942g

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Partial Substitution of Ag(I) for Cu(I) in Quantum Spin Liquid κ-(ET)2Cu2(CN)3, Where ET Is Bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Yukihiro、Maesato Mitsuhiko、Tomeno Shinya、Kimura Yojiro、Saito Gunzi、Nakamura Yuto、Kishida Hideo、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 8 ページ: 4820-4827

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b03251

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Emergence of High ORR Activity through Controlling Local Density-of-States by Alloying Immiscible Au and Ir2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kusada, D. Wu, T. Yamamoto, T. Toriyama, S. Matsumura, W. Xie, M. Koyama, S. Kawaguchi, Y. Kubota, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 18 ページ: 652-656

    • DOI

      10.1021/jacs.5b01100

    • 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] Crystal Structure-dependent Thermal Stability and Catalytic Performance of AuRu3 Solid-solution Alloy Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Quan、Kusada Kohei、Wu Dongshuang、Kawaguchi Shogo、Kubota Yoshiki、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 4 ページ: 559-561

    • DOI

      10.1246/cl.180047

    • NAID

      130006638876

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-Solution Alloy Nanoparticles of the Immiscible Ir-Cu System with a Wide Composition Range for Enhanced Electrocatalytic Applications2018

    • 著者名/発表者名
      F. Wang, K. Kusada, D. Wu, T. Yamamoto, T. Toriyama, S. Matsumura, Y. Nanba, M. Koyama, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 57 号: 17 ページ: 4505-4509

    • DOI

      10.1002/ange.201800650

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective control of fcc and hcp crystal structures in Au?Ru solid-solution alloy nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Quan、Kusada Kohei、Wu Dongshuang、Yamamoto Tomokazu、Toriyama Takaaki、Matsumura Syo、Kawaguchi Shogo、Kubota Yoshiki、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 510-510

    • DOI

      10.1038/s41467-018-02933-6

    • NAID

      120006384171

    • 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] Double Enhancement of Hydrogen Storage Capacity of Pd Nanoparticles by 20 at% Replacement with Ir; Systematic Control of Hydrogen Storage in Pd-M Nanoparticles (M = Ir, Pt, Au)2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, M. Yamauchi, R. Ikeda, T. Yamamoto, S. Matsumura, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 号: 25 ページ: 5536-5540

    • DOI

      10.1039/c8sc01460d

    • 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] The electronic state of hydrogen in α phase of the hydrogen-storage material PdH(D)x: Does a chemical bond between palladium and hydrogen exist?2018

    • 著者名/発表者名
      S. Dekura, H. Kobayashi, R. Ikeda, M. Maesato, H. Yoshino, M. Ohba, T. Ishimoto, S. Kawaguchi, Y. Kubota, S. Yoshioka, S. Matsumura, T. Sugiyama, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 57 号: 31 ページ: 9823-9827

    • DOI

      10.1002/anie.201805753

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper Substitution Induced CO Adsorption Site Change of a Ruthenium Catalyst for Highly Enhanced CO Oxidation Activity2018

    • 著者名/発表者名
      B. Huang, H. Kobayashi, T. Yamamoto, T. Toriyama, S. Matsumura, Y. Nishida, K. Sato, K. Nagaoka, M. Haneda, W. Xie, Y. Nanba, M. Koyama, F. Wang, S. Kawaguchi, Y. Kubota, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 57 号: 25 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/anie.201402680

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A highly crystalline oriented metal-organic framework thin film with an inorganic pillar2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Watanabe, Tomoyuki Haraguchi, Kazuya Otsubo, Osami Sakata, Akihiko Fujiwara, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 73 ページ: 10112-10115

    • DOI

      10.1039/c7cc03828c

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale crystalline architectures of Hofmann-type metal-organic frameworks2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Otsubo, Tomoyuki Haraguchi, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Coord. Chem. Rev.

      巻: in press ページ: 123-138

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2017.03.022

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mixed-Valence Nickel Bis(azamacrocycle) Compounds with Ghost-Leg-type Sheets2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Hashiguchi, Kazuya Otsubo, Masato Maesato, Kunihisa Sugimoto, Akihiko Fujiwara, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 号: 14 ページ: 3838-3841

    • DOI

      10.1002/anie.201610515

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solid-Solution Alloying of Immiscible Ru and Cu with Enhanced CO Oxidation Activity2017

    • 著者名/発表者名
      B. Huang, H. Kobayashi, T. Yamamoto, S. Matsumura, Y. Nishida, K. Sato, K. Nagaoka, S. Kawaguchi, Y. Kubota, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 13 ページ: 4643-4646

    • DOI

      10.1021/jacs.7b01186

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of Hexagonal Structured Pd-B Nanocrystals2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Keigo、Kobayashi Hirokazu、Maesato Mitsuhiko、Hayashi Mikihiro、Yamamoto Tomokazu、Yoshioka Satoru、Matsumura Syo、Sugiyama Takeharu、Kawaguchi Shogo、Kubota Yoshiki、Nakanishi Hiroshi、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 号: 23 ページ: 6578-6582

    • DOI

      10.1002/anie.201703209

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A compact low-temperature hydrogen ion beam apparatus for in situ physical property measurements2017

    • 著者名/発表者名
      Nakayama R.、Suzuki N.、Maesato M.、Nagaoka T.、Arita M.、Kitagawa H.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 88 号: 12 ページ: 123904-123904

    • DOI

      10.1063/1.5004517

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Density-of-States Engineering For New Nano-Materials2020

    • 著者名/発表者名
      北川宏
    • 学会等名
      IISER TVM Frontier Symposium in Chemistry 2020 (FS-CHM 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Conductiv Coordination Networkについて2019

    • 著者名/発表者名
      北川宏
    • 学会等名
      UNIST 2019 Sspring Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DOS Engineering for New Green Nano-materials2019

    • 著者名/発表者名
      北川宏
    • 学会等名
      鄭州大学国際サマースクール
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Conductive Coordination Networks2019

    • 著者名/発表者名
      北川宏
    • 学会等名
      7TH ASIAN CONFERENCE ON COORDINATION CHEMISTRY ACCC72019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solid -state protonic in Coordination Polymers2019

    • 著者名/発表者名
      北川宏
    • 学会等名
      2019 International Conference on Advanced Fibers and Polymer Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Conductive Coordination Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      INTERNATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL AND INORGANIC CHEMISTRY-II
    • 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] Inter-Element Fusion for New Nanomaterials on the Basis of DOS Engineering2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      19th International Symposium on the Reactivity of Solids (ISRS-19)
    • 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] Confined Water Clusters and High Proton Conduction in Synthetic Hydrophobic Nanotubes2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      INDABA9
    • 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] MOF Devices and Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      AiMES2018
    • 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] Toward dimensional crossover on conductive coordination networks2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      AsCA2018
    • 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] Electrically conductive coordination networks2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      ACS National Meeting & Expo2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Conductive coordination networks2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      The 2nd Jaoan -US Bilateral Meeting on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly Conductive Coordination Polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      9th International Symposium on Nano & Supramolecular Chemistry(ISNSC9)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrically conductive MOFs2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Coordination Chemistry(ACCC6)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dimensional crossover in coordination chemistry2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      Joint UK-Japan Symposium on Nanomaterials, Catalysis and Hydrogen Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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