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錯体化学の配位構造を利用した分子性ハニカム構造の創造とそれに伴う量子物性の実現

研究課題

研究課題/領域番号 20J22404
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関東北大学

研究代表者

小山 翔平  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード錯体化学 / 配位高分子 / 酸化還元 / 分子性導体
研究開始時の研究の概要

現在、グラフェンに代表される二次元物質はその特徴的な対称性や次元性から数々の特異な物性が報告されている。このような特徴を持つグラフェンに倣い、多くの類似物質が無機固体において報告されているが、分子で構成される分子性固体においてその報告はほとんど例がない。本研究では錯体化学の知見を応用して分子性ハニカム構造を構築することで、分子性固体の特徴を活かした今までにない物質群の創製と物性開拓を目的とする。

研究実績の概要

本研究は3回対称性を有するトリスキレート錯体を原料として二次元ハニカムシート構造を合成し、その新奇量子物性の開拓を行う研究であるが、研究の段階としては大きく分けて以下のようになる。
1)トリスキレート錯体に用いる配位子の合成、および配位子の電気化学的物性の調査
2)トリスキレート錯体の合成、および錯体の電気化学的物性の調査
3)二次元ハニカムシート構造の合成
4)ハニカムシート構造の物性探索
実際の研究では、3)の金属錯体の集積において目的の構造を得る事ができず、当初の目的の達成をすることができなかった。一方で、研究の中でベンゼントリイミド骨格を用いた新奇物性の発現を観測し、これらの物性を論文として報告する事ができた。具体的には、N,N’, N''-トリメチルベンゼントリイミドの分子性導体における反強磁性的相互作用-強磁性的相互作用のスピン状態変化、N,N’, N''-トリスキシレンベンゼントリイミドの遅い磁化緩和を観測した。これらの結果はそれぞれ、温度変化による構造の変化とバルキーな置換基の影響による結晶構造中の孤立化に帰属された。これらの結果をまとめ論文として報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Observation of slow magnetic relaxation phenomena in spatially isolated π-radical ions2023

    • 著者名/発表者名
      Koyama Shohei、Sato Kazunobu、Yamashita Masahiro、Sakamoto Ryota、Iguchi Hiroaki
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 25 号: 7 ページ: 5459-5467

    • DOI

      10.1039/d2cp06026d

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Benzenetriimide‐Based Molecular Conductor with Antiferro‐ to Ferromagnetic Switching Induced by Structural Change of π‐stacked Array2022

    • 著者名/発表者名
      Koyama Shohei、Horii Yoji、Sato Tetsu、Takaishi Shinya、Hoshino Norihisa、Akutagawa Tomoyuki、Iguchi Hiroaki
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 23 号: 19

    • DOI

      10.1002/cphc.202200322

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An electrically conductive metallocycle: densely packed molecular hexagons with π-stacked radicals2022

    • 著者名/発表者名
      Cui Mengxing、Murase Ryuichi、Shen Yongbing、Sato Tetsu、Koyama Shohei、Uchida Kaiji、Tanabe Tappei、Takaishi Shinya、Yamashita Masahiro、Iguchi Hiroaki
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 13 号: 17 ページ: 4902-4908

    • DOI

      10.1039/d2sc00447j

    • 関連する報告書
      2021 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] Synthesis, Structure and Physical Properties of (trans-TTF-py2)1.5(PF6).EtOH: A Molecular Conductor with Weak CH-N Hydrogen Bondings2020

    • 著者名/発表者名
      Koyama Shohei, Kawai Morio, Takaishi Shinya, Yamashita Masahiro, Hoshino Norihisa, Akutagawa Tomoyuki, Kanno Manabu, Iguchi Hiroaki
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 10 号: 12 ページ: 1081-1081

    • DOI

      10.3390/cryst10121081

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preliminary chemical reduction for synthesizing a stable porous molecular conductor with neutral metal nodes2020

    • 著者名/発表者名
      Koyama Shohei、Tanabe Tappei、Takaishi Shinya、Yamashita Masahiro、Iguchi Hiroaki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 86 ページ: 13109-13112

    • DOI

      10.1039/d0cc03541f

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Observation of slow magnetic relaxation in π-radicals isolated in crystal structures by chemical modification2022

    • 著者名/発表者名
      小山 翔平
    • 学会等名
      Asian Conference of Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子性量子ビットを志向したπ共役ラジカル分子の開拓2022

    • 著者名/発表者名
      小山 翔平
    • 学会等名
      分子科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ベンゼントリイミド誘導体を原料とした電荷移動錯体の電気・磁気特性2021

    • 著者名/発表者名
      小山 翔平
    • 学会等名
      CSJフェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ベンゼントリイミド誘導体を原料とした分子性導体の合成2020

    • 著者名/発表者名
      小山 翔平
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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