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対称性のあらゆる変化を考慮できる磁性理論の構築と展開

研究課題

研究課題/領域番号 23K04761
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
研究機関山形大学

研究代表者

崎山 博史  山形大学, 理学部, 教授 (20253396)

研究分担者 金井塚 勝彦  山形大学, 理学部, 教授 (50457438)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード磁性理論 / 軌道角運動量 / 対称性 / 磁気解析 / 磁気解析ソフトウェア / 磁気異方性 / 角度依存性 / シミュレーション / 三次元表現
研究開始時の研究の概要

本研究では,スピン軌道相互作用がかかわる磁性理論体系を立方対称以外に拡張することを主目的として、金属錯体の合成・測定を通して、対称性とスピン軌道相互作用の関係を調査する。さらに本研究のアウトプットとして,スピン軌道相互作用が関与する物質の磁性解析ソフトウェアを公開する。これにより,関連化合物を扱うすべての研究者が磁性解析を正しく実施できるようになり,関連研究の飛躍的な発展が期待できる。

研究実績の概要

本研究が目指すところは、従来の磁性理論における不足を補い、これまで不可能であった磁気解析を可能にすることである。(特に、既存の分子磁性理論において、一次の軌道角運動量を有する物質の磁気解析は、立方対称近似の範囲でしか実施できない。)そこで本研究では、立方対称近似の範囲を超えた対称性での理論展開を主目的としている。
(1) 2024年度の最大の成果は、立方対称近似が成り立たない対称性の一つにおいて、理論展開に成功したことである(未発表)。この成果は、当初想定していた未解決の対称性の約50%が解決したことにあたり、大きな進展である。
(2) 本研究における主目的を達成するためには、関連するいくつかの問題を解決しておく必要があった。その一つは、従来型の磁気解析で用いられる種々の近似を用いない方法の確立である。(従来型の近似は、5 K以下の極低温条件や1Tを越える高磁場条件において、しばしば破綻する。)2024年度は、いくつかの系で「近似を用いない方法」を解析ソフトウェアに実装し、磁気解析を実施した。成果の一部は、2024年度に論文として出版された [(i) Magnetochemistry, 2024, 10, 32; (ii) Appl. Organomet. Chem., 2024, 38, 7693; (iii) Dalton Trans., 2024, 53, 16186; (iv) Inorg. Chem., 2025, 64, 1098.]。
(3) 本研究の目的の一つは、本研究で開発した手法を他の研究者が利用できるよう、磁気解析ソフトウェアを開発することである。前述の(1)で述べた新しい方法は、Windows版の独立型アプリケーションとして開発できた。また、Mac版については、macOS Sequoiaにおいて、独立型アプリケーションの開発環境が準備できた。

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

2024年度は、当初からの最大の目的であった立方対称近似が成り立たない対称性の一つにおいて、理論展開に成功した。また、その理論を実装した解析ソフトウェア(Windows版)も開発でき、実測データの解析にも成功した。以上より、おおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

2025年度は、立方対称近似が成り立たないもう一つ別の対称性について、理論展開に注力する。解析ソフトウェア(Windows版)については、誤操作対策(誤入力などでアプリが停止しデータが消えてしまうことを防ぐ対策)を施す。Mac版への移行もおこなう。

報告書

(2件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2025 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 20件、 査読あり 22件、 オープンアクセス 5件)

  • [国際共同研究] University of Louisiana(米国)

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Guangdong Medical University(中国)

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [国際共同研究] King Saud University(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Insights into the MOF-Based Classic Configuration for the Differences in Effective Dye Adsorption, Magnetic Properties, and Computational Analyses2025

    • 著者名/発表者名
      Si Chang-Dai、Chen Xue-Ying、Li Min、Zhang Jian-Bin、Pan Feng-Feng、Liu Jia-Cheng、Liao Tian-Lu、Yuan Kun、Muddassir Mohd.、Sakiyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 64 号: 2 ページ: 1098-1109

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.4c04705

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] SMM Behavior in Distorted Trigonal Bipyramidal and Tetrahedral Cobalt(II) Complexes Based on Tripodal Tetradentate Phenolic Amines2025

    • 著者名/発表者名
      Massoud Salah S.、Mautner Franz A.、Sakiyama Hiroshi、Louka Febee R.、Salem Nahed H. M.、Fischer Roland C.、Torvisco Ana、Guizouarn Thierry、Velmurugan Gunasekaran、Comba Peter、Pointillart Fabrice
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: 28 号: 8

    • DOI

      10.1002/ejic.202400777

    • 関連する報告書
      2024 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] Relationship between Structure and Zero-Field Splitting of Octahedral Nickel(II) Complexes with a Low-Symmetric Tetradentate Ligand2024

    • 著者名/発表者名
      Sakiyama Hiroshi、Kimura Rin、Oomiya Haruto、Mitsuhashi Ryoji、Fujii Sho、Kanaizuka Katsuhiko、Muddassir Mohd.、Tamaki Yuga、Asato Eiji、Handa Makoto
    • 雑誌名

      Magnetochemistry

      巻: 10 号: 5 ページ: 32-32

    • DOI

      10.3390/magnetochemistry10050032

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書 2023 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] Construction of a New 2D Coordination Polymer: Degradation Antibiotic Nitrofurantoin and Magnetism2024

    • 著者名/発表者名
      Wu Yu、Ghosh Mithun Kumar、Wang Xin、Li Yulong、Ansari Istikhar A.、Muddassir Mohd.、Sakiyama Hiroshi、Ghorai Tanmay Kumar
    • 雑誌名

      Applied Organometallic Chemistry

      巻: 38 号: 12

    • DOI

      10.1002/aoc.7693

    • 関連する報告書
      2024 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] Controlling the symmetry of hexamonodentate 3d-transition metal complexes through symmetry propagation from high-symmetry Ti?Mo and Zr?Mo clusters <i>via</i> hydrogen-bonding interactions2024

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhashi Ryoji、Imai Yuya、Sugiarto、Sakiyama Hiroshi、Kikukawa Yuji、Hayashi Yoshihito
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 53 号: 39 ページ: 16186-16194

    • DOI

      10.1039/d4dt02120g

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slow Magnetic Relaxation in Cobalt(II) Complexes with One-Dimensional Hydrogen-Bonded Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhashi Ryoji、Sakiyama Hiroshi、Hayashi Yoshihito
    • 雑誌名

      Magnetochemistry

      巻: 9 号: 1 ページ: 17-17

    • DOI

      10.3390/magnetochemistry9010017

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2D isostructural Ln(III)-based coordination polymer derived from Imidazole carboxylic acid: Synthesis, structure and magnetic behavior2023

    • 著者名/発表者名
      Qin Tianrui、Shi Zhan、Zhang Wenjing、Dong Xiuyan、An Ning、Sakiyama Hiroshi、Muddassir Mohd.、Srivastava Devyani、Kumar Abhinav
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure

      巻: 1282 ページ: 135220-135220

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2023.135220

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction of two new Zn(II)-based coordination polymers as photocatalyst for degradation of antibiotic2023

    • 著者名/発表者名
      Xu Jia-Jia、Ghosh Mithun Kumar、Lu Lu、Liu Qiang-Qiang、Sakiyama Hiroshi、Ghorai Tanmay Kumar、Afzal Mohd、Alarifi Abdullah
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure

      巻: 1284 ページ: 135385-135385

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2023.135385

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis, photoluminescence and photocatalytic degradation of antibiotics by a new Zn(II)-coordination polymer2023

    • 著者名/発表者名
      Li Qin、Ghosh Mithun Kumar、Wang Jun、Lu Lu、Sakiyama Hiroshi、Ghorai Tanmay Kumar、Kushwaha Aparna、Prakash Om、Afzal Mohd、Alarifi Abdullah
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure

      巻: 1284 ページ: 135430-135430

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2023.135430

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ligand Modulation on the Various Structures of Three Zinc(II)-Based Coordination Polymers for Antibiotics Degradation2023

    • 著者名/発表者名
      Xiong Min、Xia Ying-Gui、Lu Lu、Wang Jun、Mohanty A.、Wu Yu、Sakiyama Hiroshi、Muddassir Mohd.、Pan Ying
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 28 号: 7 ページ: 2933-2933

    • DOI

      10.3390/molecules28072933

    • 関連する報告書
      2023 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] Syntheses, structures and photocatalytic properties of three Mn2, Mn10 and Mn4 coordination polymers2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Guang-Li、Kumar Ghosh Mithun、Wang Jun、Guo Jian、Kumar Ghorai Tanmay、Sakiyama Hiroshi、Afzal Mohd、Alarifi Abdullah
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 237 ページ: 116388-116388

    • DOI

      10.1016/j.poly.2023.116388

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Flexible 3,5-bis(3,4-dicarboxyphenoxy) benzoic acid based coordination polymers as photocatalysts for the sensitive photodegradation of methylene blue2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Guang-Li、Kumar Ghosh Mithun、Wang Jun、Shi Chuncheng、Yan Mei-Hua、Sakiyama Hiroshi、Muddassir Mohd.、Kumar Ghorai Tanmay
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 237 ページ: 116393-116393

    • DOI

      10.1016/j.poly.2023.116393

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Syntheses, characterization of Ni(II)/Zn(II) complexes derived from flexible tricarboxylate ligand and 2,2′-bipyridine and their methyl violet dye photodegradation applications2023

    • 著者名/発表者名
      Zhong Wenxu、Qiang Hui、Jiang Jin、Wu Yu、Padwal Yogita、Gosavi Suresh W.、Chauhan Ratna、Sakiyama Hiroshi、Afzal Mohd、Alarifi Abdullah
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure

      巻: 1287 ページ: 135718-135718

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2023.135718

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structure, Hirshfeld Surface Analysis and Electrochemical Properties of Ni(II)-based Coordination Polymer with Mixed Ligand2023

    • 著者名/発表者名
      Lei Xin-You、Qin Tianrui、Yang Quan-Sheng、Li Duqingcuo、Shi Zhan、Si Chang-Dai、Srivastava Devyani、Muddassir Mohd.、Sakiyama Hiroshi、Kumar Abhinav
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials

      巻: 33 号: 8 ページ: 2378-2385

    • DOI

      10.1007/s10904-023-02635-7

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A 3D paddle-wheel type Cu(<scp>ii</scp>)-based MOF with <b>pcu</b> topology as an efficient photocatalyst for antibiotics photodegradation2023

    • 著者名/発表者名
      Yan Mei-Hua、Wang Jun、Su Xiao-Yong、Sakiyama Hiroshi、Qi Na、Afzal Mohd、Alarifi Abdullah、Srivastava Devyani、Kumar Abhinav
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 47 号: 23 ページ: 11134-11142

    • DOI

      10.1039/d3nj01644g

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction of Fe-doped ZIF-8/DOX nanocomposites for ferroptosis strategy in the treatment of breast cancer2023

    • 著者名/発表者名
      Zhong Yuyu、Peng Zhaoxi、Peng Yanqiong、Li Bo、Pan Ying、Ouyang Qin、Sakiyama Hiroshi、Muddassir Mohd.、Liu Jianqiang
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 11 号: 27 ページ: 6335-6345

    • DOI

      10.1039/d3tb00749a

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature modulation on functional coordination polymers with tetracarboxylate linker: Syntheses, structural traits, and magnetism2023

    • 著者名/発表者名
      Qin Tianrui、Zhang Xiaoyu、Li Duqingcuo、Dong Xiuyan、Qi Na、Shang Yajing、Sakiyamad Hiroshi、Afzal Mohd、Alarifi Abdullah
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure

      巻: 1291 ページ: 136074-136074

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2023.136074

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective and sensitive sensing of copper(II) by natural compound C-21 steroid caudatin2023

    • 著者名/発表者名
      Shi Chunyue、Li Xiaosan、Liu Qing、Kushwaha Aparna、Prakash Om、Sakiyama Hiroshi、Muddassir Mohd、Kumar Abhinav、Liu Jianqiang
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 243 ページ: 116537-116537

    • DOI

      10.1016/j.poly.2023.116537

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Auxiliary linkers-induced assembly of two 2D Co(II)-based coordination polymers with different interpenetrating fashion: Structure and magnetism2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xiaoyu、Zhang Wenjing、Xiang Ruifang、Lan Lin、Dong Xiuyan、Sakiyama Hiroshi、Muddassir Mohd.
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 244 ページ: 116625-116625

    • DOI

      10.1016/j.poly.2023.116625

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structures and magnetic studies of four new Ni(<scp>ii</scp>) coordination polymers built using symmetrical tetracarboxylate and N-donor linkers2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xiaoyu、Qin Tianrui、Liu Yichen、An Ning、Afzal Mohd、Alarifi Abdullah、Muddassir Mohd.、Sakiyama Hiroshi、Mohanty Aurobinda、Dong Xiuyan
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 47 号: 46 ページ: 21214-21224

    • DOI

      10.1039/d3nj03643j

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of N-donor auxiliary ligands on three new Co(<scp>ii</scp>)-based coordination polymers with symmetrical tetracarboxylate ligands: a magnetism study2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xiaoyu、Qin Tianrui、Xiang Ruifang、Dong Xiuyan、Sakiyama Hiroshi、Muddassir Mohd.、Pan Ying
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 47 号: 44 ページ: 20426-20434

    • DOI

      10.1039/d3nj03772j

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis, structure, and investigation of unique magnetic properties in two novel Mn-based coordination polymers2023

    • 著者名/発表者名
      Li Duqingcuo、Liu Yichen、Xiang Ruifang、Li Yuyan、Qin Tianrui、Dong Xiu Yan、Sakiyama Hiroshi、Muddassir Mohd.、Liu Jianqiang
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 25 号: 48 ページ: 6777-6785

    • DOI

      10.1039/d3ce01060k

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-12-26  

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