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スピンフラストレーションを内在するクラスターヘリケートを用いた新規物性探索

研究課題

研究課題/領域番号 20K05546
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関福岡大学

研究代表者

川田 知  福岡大学, 理学部, 教授 (10211864)

研究分担者 石川 立太  福岡大学, 理学部, 准教授 (00736556)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードスピンフラストレーション / クラスターヘリケート / フラストレーション / MOF / クラスター / ヘリケート / 異核錯体 / 交差相関物性
研究開始時の研究の概要

本研究では、スピンフラストレーションを内在する金属錯体クラスターが螺旋空間内に配置されたクラスターヘリケートを構築し、フラストレーション概念を機軸とした新交差相関物性開拓を目指す。配位子の構造特異性を利用したトポロジカルなアプローチにより新しいスピン構造を実現し、新しいフラストレーション系の構築を行う。

研究成果の概要

本研究では、スピンフラストレーションを内在するクラスターヘリケートを構築し、フラストレーション概念を機軸とした新交差相関物性開拓を目指した。トポロジカルなアプローチにより新しいスピン構造を実現し、新しいフラストレーション系の構築を試みた。まず、申請者が確立したクラスターヘリケートの合成方法を用いて、スピンフラストレーションを内在する異核、混合原子価、混合スピンクラスターヘリケートを系統的に合成し、さらに、配位子の配位特異性を利用して配位結合のトポロジーをコントロールし、スピンフラストレーションと極性空間構造を有する結晶格子を構築を検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金属錯体磁性クラスターを用いたスピンフラストレーションの研究は、1980 年代より伊達等により始められたが、新しいフラストレーション系の開発はなされていなかった。一方、配位高分子系では、三角格子状、あるいはかごめ格子状に配置を持つ化合物がいくつか知られているが、新交差相関物性発現に成功した例は全くない。しかし、本研究で得られた異核、混合原子価、混合スピンクラスターヘリケートはにおいては、新しい交差相関物性が見いだされる可能性が高いうえに、量子素子として道が開かれ、産業技術的なインパクト極めて高く、基礎研究としての意義は大きい。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2021

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

  • [雑誌論文] Noncentrosymmetric Supramolecular Hydrogen-Bonded Assemblies Based on Achiral Pyrazine-Bridged Zinc(II) Coordination Polymers with Pyrazinedione Derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      Yoneda Ko、Kanazashi Ken、Kumagai Hitoshi、Ishikawa Ryuta、Kawata Satoshi
    • 雑誌名

      Chemistry

      巻: 5 号: 1 ページ: 179-186

    • DOI

      10.3390/chemistry5010015

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The structure and modified properties of a self-dimerised Cu(II) inclusion complex in γ-cyclodextrins2023

    • 著者名/発表者名
      Hamaguchi Tomohiko、Ishikawa Ryuta、Mishima Akio、Hayami Shinya、Ohba Masaaki、Satoh Minoru、Kawata Satoshi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 52 号: 14 ページ: 4475-4480

    • DOI

      10.1039/d3dt00176h

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermochromism in a dinuclear copper complex by spin state changes at various temperatures2021

    • 著者名/発表者名
      T. Hamaguchi, Y. Matsuda, N. Satomi, R. Ishikawa, S. Hayami , I. Ando , S. Kawata
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 211 ページ: 115540-115543

    • DOI

      10.1016/j.poly.2021.115540

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal(II) Ion Dependence on the Structures and Properties of Square-Grid Coordination Polymers of Tetrabromobenzenedicarboxylate and Pyrazine as Bridging Ligands2021

    • 著者名/発表者名
      H. Kumagai, S. Kawata, Y. Sakamoto, and N. Setoyama
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 94 号: 5 ページ: 1571-1578

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210042

    • NAID

      130008053901

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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