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電場誘起高効率物性変換システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K19088
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
研究機関筑波大学

研究代表者

大塩 寛紀  筑波大学, 数理物質系(名誉教授), 名誉教授 (60176865)

研究分担者 大谷 亮  九州大学, 理学研究院, 准教授 (30733729)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード錯体化学 / 分子磁性 / 外場応答性分子 / 外場誘起電子状態変換 / スピンクロスオーバー / 混合原子価錯体 / 金属錯体 / 水素結合 / 磁性 / 電子移動 / 固体 / 双安定性 / 誘電性 / スピン平衡錯体
研究成果の概要

本研究はスピンクロスオーバー(SCO)や電子移動(ET)を示す金属錯体において外場誘起電子状態変換が制御可能な分子システムを構築することを目的とした。
1)二塩基酸配位子をもつSCO錯体を合成し、配位子のプロトン化によりスピン状態が変換可能であることを示した。2)シアン化物イオン架橋混合原子価錯体) を合成し、分子間ππ 相互作用が電子移動に伴う金属イオンの配位構造の変化にストレスを生むことで外場誘起相転移温度が大きく異なることを実証した。3)二次元SCO錯体において、SCOと 架橋配位子中のピラゾール基の回転が結合することでSCOと誘電応答が結合した系を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金属酸化物は強い電子相関に基づく強磁性・強誘電・電気伝導性を示し、これら物性を光・電場・磁場で制御するマルチフェロイックシステムが実現しつつある。一方、分子性化合物においては柔軟な構造・電子状態をもつにもかかわらず,その酸化状態・スピン状態の組合せに基づく光物性・磁性・電気的性質が強く結合する系は極めて少なく、高効率で高速な物性変換分子システムの構築が必要である。本研究では、スピンクロスオーバ錯体や混合原子価錯体集合体に、配位子のプロトン脱離・付加や分子間相互作用の導入により、将来の分子デバイスの基盤となる高度な物性変換システムシステムを構築することができた。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 13件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Dalian University of Technology(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Dalian University of Technology(中国)

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      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Nottingham University(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Dalian Univesity of Technology(中国)

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      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Valencia(スペイン)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Spin‐Crossover Tuned Rotation of Pyrazolyl Rings in a 2D Iron(II) Complex towards Synergetic Magnetic and Dielectric Transitions2022

    • 著者名/発表者名
      Wen Wen、Liu Qiang、Zhang Shi‐Hui、Yao Nian‐Tao、Oshio Hiroki、Meng Yin‐Shan、Liu Tao
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 号: 34

    • DOI

      10.1002/anie.202208886

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous Photo‐Induced Magnetic and Dielectric Switching in an Iron(II)‐Based Spin‐Crossover Hofmann‐Type Metal‐Organic Framework2022

    • 著者名/発表者名
      Yao Nian‐Tao、Zhao Liang、Sun Hui‐Ying、Yi Cheng、Guan Ya‐Hui、Li Ya‐Ming、Oshio Hiroki、Meng Yin‐Shan、Liu Tao
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 号: 45

    • DOI

      10.1002/anie.202208208

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced magnetic hysteresis in a cyanide-bridged two-dimensional [Mn2W] coordination polymer2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu Hai-Lang、Meng Yin-Shan、Hu Ji-Xiang、Oshio Hiroki、Liu Tao
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry Frontiers

      巻: 9 号: 19 ページ: 4974-4981

    • DOI

      10.1039/d2qi01101h

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manipulating Selective Metal-to-Metal Electron Transfer to Achieve Multi-Phase Transitions in an Asymmetric [Fe2Co]-Assembled Mixed-Valence Chain2022

    • 著者名/発表者名
      Nian-Tao Yao, Dr. Liang Zhao, Cheng Yi, Qiang Liu, Prof. Ya-Ming Li, Dr. Yin-Shan Meng, Hiroki Oshio, Tao Liu
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.hem.

      巻: 61 号: 11

    • DOI

      10.1002/anie.202115367

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of a Ru(II) Complex with a Naphthoquinone-Annelated Imidazole Ligand Exhibiting Proton-Responsive Redox and Luminescent Behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Shiga, Minami Tachibana, Hiroki Oshio and Masayuki Nihei
    • 雑誌名

      Inorganics

      巻: 9 ページ: 24-33

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Heteroleptic iron(II) complexes with naphthoquinone-type ligands2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Shiga, Rina Kumamaru, Graham N. Newton, Hiroki Oshio
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 49 ページ: 1485-1491

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Ferromagnetically Coupled Octanuclear Manganese(III) Cluster: A Single-Molecule Magnet with a Spin Ground State2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Shiga, Hiroyuki Nojiri, Hiroki Oshio
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 59 ページ: 4163-4166

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Intermolecular Interactions on Metal-to-Metal Charge Transfer: A Combined Experimental and Theoretical Investigation2019

    • 著者名/発表者名
      Cheng-Qi Jiao, Yin-Shan Meng, Yang Yu, Wen-Jing Jiang, Wen Wen, Hiroki Oshio, Yi Luo, Chun-Ying Duan, Tao Liu
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 58 ページ: 17009-17015

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A triple-triangle cluster derived from a simple tridentate ligand2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Shiga, Natsumi Okawa, Hiroki Oshio
    • 雑誌名

      Dalton Trans

      巻: 48 ページ: 17437-17440

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Bronsted-Ligand-Based Iron Complex as a Molecular Switch with Five Accessible States2019

    • 著者名/発表者名
      Shiga Takuya、Saiki Ryo、Akiyama Lisa、Kumai Reiji、Natke Dominik、Renz Franz、Cameron Jamie M.、Newton Graham N.、Oshio Hiroki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 17 ページ: 5658-5662

    • DOI

      10.1002/anie.201900909

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Substituent dependence on the spin crossover behaviour of mononuclear Fe(ii) complexes with asymmetric tridentate ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Saiki Ryo、Miyamoto Haruka、Sagayama Hajime、Kumai Reiji、Newton Graham N.、Shiga Takuya、Oshio Hiroki
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 48 号: 10 ページ: 3231-3236

    • DOI

      10.1039/c9dt00204a

    • NAID

      120007133433

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structure Switching and Modulation of the Magnetic Properties in Diarylethene-Bridged Metallosupramolecular Compounds by Controlled Coordination-Driven Self-Assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Li Zhao-Yang、Dai Jing-Wei、Damjanovic Marko、Shiga Takuya、Wang Jin-Hua、Zhao Jia、Oshio Hiroki、Yamashita Masahiro、Bu Xian-He
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 13 ページ: 4339-4344

    • DOI

      10.1002/anie.201900789

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ferrihydrite Particle Encapsulated within a Molecular Organic Cage2018

    • 著者名/発表者名
      Nihei Masayuki、Ida Hiromichi、Nibe Takayuki、Moeljadi Adhitya Mangala Putra、Trinh Quang Thang、Hirao Hajime、Ishizaki Manabu、Kurihara Masato、Shiga Takuya、Oshio Hiroki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 50 ページ: 17753-17759

    • DOI

      10.1021/jacs.8b10957

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Carboxylic Acid Functionalized Spin-Crossover Iron(II) Grids for Tunable Switching and Hybrid Electrode Fabrication2018

    • 著者名/発表者名
      Shiga Takuya、Sato Yamato、Tachibana Minami、Sato Hiroki、Matsumoto Takuto、Sagayama Hajime、Kumai Reiji、Murakami Youichi、Newton Graham N.、Oshio Hiroki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 22 ページ: 14013-14017

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b01856

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two-electron redox-active tricyano iron(ii) complex with 2,4,6-tris(2-pyrimidyl)-1,3,5-triazine as a building block for coordination polymers2018

    • 著者名/発表者名
      Shiga Takuya、Miyamoto Haruka、Newton Graham N.、Oshio Hiroki
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 38 ページ: 13402-13407

    • DOI

      10.1039/c8dt02315h

    • NAID

      120007133434

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cobalt complexes with redox-active anthraquinone-type ligands2018

    • 著者名/発表者名
      Shiga Takuya、Kumamaru Rina、Newton Graham N.、Oshio Hiroki
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 23 ページ: 7804-7811

    • DOI

      10.1039/c8dt00586a

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Post-functionalization of a photoactive hybrid polyoxotungstate2018

    • 著者名/発表者名
      Cameron Jamie M.、Fujimoto Satomi、Wei Rong-Jia、Newton Graham N.、Oshio Hiroki
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 31 ページ: 10590-10594

    • DOI

      10.1039/c8dt01253a

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pre-programmed self-assembly of polynuclear clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Shiga Takuya、Newton Graham N.、Oshio Hiroki
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 22 ページ: 7384-7394

    • DOI

      10.1039/c8dt00822a

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Charge transfer interactions in molecular magnetism2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Oshio
    • 学会等名
      12th European School on Molecular Nanoscience and 7th Workshop on 2D Materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal complexes with multi accessible electronic states2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Oshio
    • 学会等名
      The fourth Chinese Conference of Molecular Magnetism Symposium on the Frontiers of Molecular Magnetism in China
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] グリッド型スピン平衡錯体の集積化を目指した新規鉄錯体の合成と物性2018

    • 著者名/発表者名
      立花 美奈水、志賀 拓也、大塩 寛紀
    • 学会等名
      錯体化学会第68回討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-nuclear Cluster as a Functional Unit of Bulk Materials2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nihei, Y. Yanai, M. Kato, H. Oshio
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin Crossover Iron(II) Grid Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya SHIGA, Hiroki OSHIO
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Response Bistability in Chiral Metal Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Rong-Jia Wei, Takuya Shiga, Hiroki Oshio*
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic state conversions of iron complexes with Brensted acid and base2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo SAIKI, Lisa AKIYAMA, Takuya SHIGA, Franz RENZ, Hiroki OSHIO
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] redox-active tricyano iron(II) complex with 2,4,6-tris(2- pyrimidyl)-1,3,5-triazine as a building block for coordination polymers2018

    • 著者名/発表者名
      Haruka MIYAMOTO, Takuya SHIGA, Graham N. NEWTON, Hiroki OSHIO
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Electron Transition in a Cyanide-Bridged [Co2Fe2] Square Complex by a Bifunctional Hydrogen Donor2018

    • 著者名/発表者名
      D. Natke, M. Nihei, H. Oshio, F. Renz
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen Bond Networks Constructed by a Cyanide-Bridged Tetranuclear Complex2018

    • 著者名/発表者名
      R. Takayama, M. Kato, M. Nihei, H. Oshio
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 分子磁性2022

    • 著者名/発表者名
      大塩寛紀
    • 総ページ数
      170
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320044791
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2024-01-30  

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