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多核金属錯体によるスピントロニクス材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14454
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 無機化学
研究機関東北大学

研究代表者

星野 哲久  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30551973)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード分子磁性 / 分子性導体 / 電気化学 / 計算科学 / ESR分光法 / スピントロニクス / 気体吸蔵 / スピンフラストレーション / 次元性錯体 / ラジカル錯体 / 分子導体 / スピンクロスオーバー / 錯体化学
研究成果の概要

本研究課題では多核金属錯体をベースに、フラストレートした局在d電子が導電カラムのπ電子と強く相互作用した導電性分子結晶を作成することで、新しい分子性スピントロニクス分野の開拓を目指して研究を行い、以下の成果を得た。
① 巨大なπ平面をもち、酸化還元活性である新規12座架橋配位子H6hptpを合成し、様々な3核錯体の合成を行った。シアン化物配位子を軸位にもつ鉄3価3核錯体は、酸化によりdスピンと強く相互作用したπラジカルを生成し、導電性結晶の原料として好適であることが判明した。
② 白金2価3核錯体(Vezes塩)をユニットにもつ種々の次元性錯体を合成し、その構造と気体吸着特性について研究を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、これまで活発に研究されてきた金属多核錯体のユニークな磁気的物性を、分子性導体とカップリングさせることで、新しいスピントロニクス材料として利用することを目的として行った。結果的に電気電導を示す結晶は得られなかったものの、その構成素子として好適と目される、磁気構造と電気化学的物性をあわせもつ金属錯体を単離することに成功し、上記の目標達成に目処を付けることができた。将来的には本研究の成果を発展させることで、無機酸化物では不可能なユニークな磁気構造を金属多核錯体の合成技術により実現し、新規分子性機能材料のスピントロニクス分野への開拓・発展に貢献したいと考えている。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 4件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] The trinuclear platinum(II) complex in Vezes’ red salt as a building block for coordination polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Hoshino, Sena Fujita, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      Dalton Transaction

      巻: 48 号: 1 ページ: 176-181

    • DOI

      10.1039/c8dt04121k

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A trinuclear iron(III) complex of a triple non-innocent ligand toward spin-structured molecular conductors2019

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Hoshino and Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 号: 72 ページ: 19323-19331

    • DOI

      10.1002/chem.201804280

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Motion of Organic Ligands in Polar Layered Cobalt Phosphonates2018

    • 著者名/発表者名
      Cai Zhong-Sheng、Hoshino Norihisa、Bao Song-Song、Jia Jiage、Akutagawa Tomoyuki、Zheng Li-Min
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 51 ページ: 13495-13503

    • DOI

      10.1002/chem.201801301

    • 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] Heat-Triggered Crystallization of Liquid Crystalline Macrocycles Allowing for Conductance Switching through Hysteretic Thermal Phase Transitions2018

    • 著者名/発表者名
      Muraoka Takahiro、Shima Tatsuya、Kajitani Takashi、Hoshino Norihisa、Morvan Estelle、Grelard Axelle、Dufourc Erick J.、Fukushima Takanori、Akutagawa Tomoyuki、Nabeya Kota、Kinbara Kazushi
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 14 号: 1 ページ: 141-148

    • DOI

      10.1002/asia.201801372

    • 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] Thermal and Optical Properties of Multiblock Macrocycles with Hysteretic Polymorphic Transition2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Nabeya, Takahiro Muraoka, Norihisa Hoshino, Miho Aizawa, Takashi Kajitani, Tomoyuki Akutagawa, Atsushi Shishido, Takanori Fukushima, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      Mater. Chem. Front.

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 969-974

    • DOI

      10.1039/c7qm00621g

    • 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] An electrically conducting crystal composed of an octahedrally ligated porphyrin complex with high-spin iron(III)2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nishi, R. Ishii, M. Ikeda, N. Hanasaki, N. Hoshino, T. Akutagawa, M. Sumimoto, M. Matsuda
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 12 ページ: 4070-4075

    • DOI

      10.1039/c7dt04649a

    • 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] Circular polarized luminescence of hydrogen-bonded molecular assemblies of chiral pyrene derivatives2018

    • 著者名/発表者名
      Hayato Anetai, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Yasuyuki Araki, Takehiko Wada, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, Hiromu Tsuchida, Tomoki Ogoshi, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 11 ページ: 6323-6331

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b12747

    • 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] Molecular Structure of the Photo-Oxidation Product of Ellagic Acid in Solution2018

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Tokutomi, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, and Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 9 ページ: 11179-11183

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b01716

    • 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] Phase Transition and Molecular Assembly Structure of Ellagic Acid Ester Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Tokutomi, Jian-Yun Wu, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, and Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      New, J. Chem.

      巻: 42 号: 18 ページ: 14700-14703

    • DOI

      10.1039/c8nj02609b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tubular and Lamellar Hydrogen-Bonding Molecular Assemblies of Isophthalic Acid Derivatives Bearing a -CONHCnH2n+1 Chain2018

    • 著者名/発表者名
      Chao Lv, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 8 号: 39 ページ: 22250-22258

    • DOI

      10.1039/c8ra04077j

    • 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] ESIPT fluorescent chromism and conformational change of 2-(2-hydroxyphenyl-5'-sulfonic acid)benzothiazole by amine sorption2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakane, T. Takeda, N. Hoshino, K. Sakai, and T. Akutagawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 122 号: 28 ページ: 16249-16255

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b03248

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Host-guest molecular crystals of diamino-4,4-bithiazole and dynamic molecular motions via guest sorption2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishiyama, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Kiyonori Takahashi, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 18 号: 1 ページ: 286-296

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.7b01236

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Antiferromagnetically Coupled Heterometal Cu6Fe Wheel2017

    • 著者名/発表者名
      Saiki Ryo、Yoshida Norifumi、Hoshino Norihisa、Newton Graham N.、Shiga Takuya、Oshio Hiroki
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 46 号: 8 ページ: 1197-1199

    • DOI

      10.1246/cl.170365

    • NAID

      130005906975

    • 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] Dual fluorescent zwitterionic organogel of a quinoxalinone derivative using cation-anion detection keys2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakane, T. Takeda, N, Hoshino, K. Sakai, T. Akutagawa
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 5 号: 25 ページ: 6234-6242

    • DOI

      10.1039/c7tc01242j

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic and Crystal Structures of 1,2,3-Triazole-Fused p-Benzoquinone Derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Sato, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 19 号: 6 ページ: 910-917

    • DOI

      10.1039/c6ce02167k

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] N-type semiconducting behaviour of copper octafluorophthlaocyanine in an organic field-effect transistor2017

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, N. Hoshino, T. Akutagawa, M. Matsuda
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 7 号: 11 ページ: 1111-1111

    • DOI

      10.3390/app7111111

    • 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] Solid-state structure and electronic states of hydrogen-bonded dimer of pyridyl-substituted tetrathiafulvalene salted with PF6-2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Kanetou, Ryo Tsunashima, Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 11 ページ: 6236-6241

    • DOI

      10.1039/c6ra27814k

    • 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] Synthesis of ordered carbonaceous frameworks from organic crystals2017

    • 著者名/発表者名
      H. Nishihara, T. Hirota, K. Matsuura, M. Ohwada, N. Hoshino, T. Akutagawa, T. Higuchi, H. Jinnai, Y. Koseki, H. Kasai, Y. Matsuo, J. Maruyama, Y. Hayasaka, H. Konaka, Y. Yamada, S. Yamaguchi, K. Kamiya, T. Kamimura, H. Nobukuni, F. Tani
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 109-109

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00152-z

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Magnetism and redox properties of the trinuclear iron(III) complex with the redox-active triangular conjugated bridge2018

    • 著者名/発表者名
      N. Hoshino, T. Akutagawa
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry (ICMM2018, Sendai, Japan)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intramolecular electron transfer of a trinuclear iron(III) complex with a triangular radical cation conjugate bridge2017

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa
    • 学会等名
      錯体化学会 第67回討論会 北海道大学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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