水素結合型ベンゾセミキノン錯体に基づく磁性強誘電体の創製

• 研究課題/領域番号: 24550162
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 満身 稔 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 助教 (20295752)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: セミキノン錯体 / プロトン秩序ー無秩序転移 / プロトンダイナミクス / 固体高分解能NMR / 誘電性 / 水素結合 / 固体高分解能 NMR / 強誘電体 / 秩序ー無秩序転移 / 秩序ー無秩序相転移

研究成果の概要

本研究では，二種類の水素結合型 p-ベンゾセミキノン錯体を新規に合成し，これらの錯体がプロトンの秩序―無秩序転移による二次相転移を起こし，室温相は常誘電相であり，低温相では反強誘電相となることを明らかにした．固体 13C NMRスペクトルと誘電率測定から，プロトンは非常に高速で運動しているが，短距離秩序を形成しており，その境界でプロトン移動と分子内電子移動がカップルしてトポロジー的に生じるハイドロキノンやベゾキノンのキンク欠損が存在していると考えられる．電場の印加によって，キンク欠損がプロトンと電子の移動を伴い移動するプロトニックソリトンによって，誘電応答を示していると考えられる．

研究成果

• [雑誌論文] Proton Order－Disorder Phenomena in a Hydrogen-Bonded Rhodium－η5-Semiquinone Complex: A Possible Dielectric Response Mechanism (2015)
  • 著者名/発表者名: Minoru Mitsumi, Kazunari Ezaki, Yuuki Komatsu, Koshiro Toriumi, Tatsuya Miyatou, Motohiro Mizuno, Nobuaki Azuma, Yuji Miyazaki, Motohiro Nakano, Yasutaka Kitagawa, Takayasu Hanashima, Ryoji Kiyanagi, Takashi Ohhara, and Kazuhiro Nakasuji
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 21 号: 27 ページ: 9682-9696
  • DOI: 10.1002/chem.201500796
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bistable Multifunctionality and Switchable Strong Ferromagnetic-to-Anti ferromagnetic Coupling in a One-Dimen sional Rhodium(I)-Semiquinonato Complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsumi M., Nishitani T., Yamasaki S., Shimada N., Komatsu Y., Toriumi K., Kitagawa Y., Okumura M., Miyazaki Y., Gorska N., Inaba A., Kanda A., Hanasaki N
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 136 号: 19 ページ: 7026-7037
  • DOI: 10.1021/ja5017014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multifunctional One-Dimensional Rhodium(I)ーSemiquinonato Complex: Substituent Effects on Crystal Structures and Solid-State Properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Minoru Mitsumi, Shoji Ohtake, Yuki Kakuno, Yuuki Komatsu, Yoshiki Ozawa, Koshiro Toriumi, Nobuhiro Yasuda, Nobuaki Azuma, and Yuji Miyazaki
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 53 号: 21 ページ: 11710-11720
  • DOI: 10.1021/ic5019532
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 水素結合型ロジウムーセミキノン錯体の秩序ー無秩序転移とプロトンダイナミクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松裕貴，満身 稔，江﨑一成，鳥海幸四郎，宮東達也，水野元博，東 信晃，宮崎裕司，中野元裕，花島隆泰，鬼柳亮嗣，大原高志
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京大学農学部（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] 水素結合型ロジウムーセミキノン錯体の秩序－無秩序転移とプロトンダイナミクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松裕貴，満身 稔，江﨑一成，鳥海幸四郎，宮東達也，水野元博，東 信晃，宮崎裕司，中野元裕，花島隆泰，鬼柳亮嗣，大原高志
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 中央大学後楽園キャンパス (東京都文京区)
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] 亜鉛ポルフィリン錯体に基づく多孔性配位高分子の合成と構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀内 佳之，覚野 祐樹，満身 稔，鳥海 幸四郎，赤司 治夫
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 中央大学後楽園キャンパス (東京都文京区)
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] 一次元ロジウム－ジオキソレン錯体の構造相転移と導電性,磁性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小松裕貴，橋本将大，満身 稔，鳥海幸四郎，圷 広樹，山田順一，中辻愼一，東信晃，宮崎裕司
  • 学会等名: 平成２５年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本県)
• [学会発表] 一次元ロジウム-ジオキソレン錯体の結晶構造、導電性、磁性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小松裕貴，橋本将大，満身 稔，鳥海幸四郎，圷 広樹，山田順一，中辻愼一，東 信晃，宮崎裕司
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学（沖縄県）
• [学会発表] 水素結合型ロジウム－p-ベンゾセミキノン錯体の合成,構造,誘電性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西 祐典，小松 裕貴，満身 稔，鳥海 幸四郎
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学（沖縄県）
• [学会発表] 多孔性ポルフィリン亜鉛錯体の合成と構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 覚野 祐樹，満身 稔，鳥海 幸四郎，安田 伸広
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学（沖縄県）
• [学会発表] 一次元ロジウム－ジオキソレン錯体の結晶構造と磁性・伝導性
  • 著者名/発表者名: 小松裕貴
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀県）
• [学会発表] 水素結合型 p-ベンゾセミキノン錯体の構造相転移と誘電性
  • 著者名/発表者名: 満身 稔
  • 学会等名: 錯体化学会第６２回討論会
  • 発表場所: 富山大学（富山県）
• [学会発表] 一次元ロジウム-ジオキソレン錯体の合成,構造,物性
  • 著者名/発表者名: 小松 裕貴
  • 学会等名: 錯体化学会第６２回討論会
  • 発表場所: 富山大学（富山県）
• [学会発表] 一次元ロジウム(I)-セミキノナト錯体の合成,構造,磁性
  • 著者名/発表者名: 覚野 祐樹
  • 学会等名: 錯体化学会第６２回討論会
  • 発表場所: 富山大学（富山県）
• [学会発表] 水素結合型p -ベンゾセミキノン錯体の構造相転移と誘電性
  • 著者名/発表者名: 上島道子
  • 学会等名: 平成24年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [学会発表] Multifunctional Materials: Conductivity and Ferromagnetic Coupling in 1-D Rh-Dioxolene
  • 著者名/発表者名: Minoru Mitsumi
  • 学会等名: 40th International Conference on Coordination Chemistry (ICCC40)
  • 発表場所: バレンシア（スペイン）
• [図書] 日本の結晶学 (II) －その輝かしい発展－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 満身 稔
  • 総ページ数: 485
  • 出版者: 日本結晶学会
• [図書] Material Designs and New Physical Properties in MX- and MMX-Chain Compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: Minoru Mitsumi
  • 総ページ数: 55
  • 出版者: Springer-Verlag
• [図書] Material Designs and New Physical Properties in MX- and MMX-Chain Compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: Minoru Mitsumi
  • 総ページ数: 55
  • 出版者: Springer