中性子散乱法による希土類単分子磁石の磁気微細構造解明

• 研究課題/領域番号: 24655127
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 梶原 孝志 奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (80272003)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 希土類錯体 / 中性子散乱 / 磁性 / 合成化学 / 単分子磁石 / 希土類 / 錯体 / 磁気構造 / 分子磁性体 / 磁気特性 / 金属錯体

研究成果の概要

ミリ秒単位の遅い磁化緩和現象を示す常磁性の希土類金属金属錯体に（希土類単分子磁石）において磁化が反転するメカニズムの解明を、非弾性散乱法により試みた。核スピンを持つ中性子を用いた分子磁性体の磁気特性解明の研究はまだ稀で、適応可能な試料についての条件も厳しい。本研究では、１）特性の優れた希土類単分子磁石の分子設計と合成、２）非弾性中性子散乱測定に向けた重水素化試料（C40D39N8O11S2Zn2Ln、D化率98％以上）の合成、３）J-PARCの中性子ラインAMATERASにおける中性子散乱実験、を行った。散乱結果については現在も解析が進行中である。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetic relaxations in a Tb-based single molecule magnet studied by quasielastic neutron scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kofu, T. Kajiwara, J. S. Gardner, G. G. Simeoni, M. Tyagi, A.Faraone, K. Nakajima, S. Ohira-Kawamura, M. Nakano, O. Yamamuro
  • 雑誌名: Chemical Physics 巻: 427 ページ: 147-152
  • DOI: 10.1016/j.chemphys.2013.10.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperfine structure of magnetic excitations in a Tb-based single-molecule magnet studied by high-resolution neutron spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kofu,* O. Yamamuro, T. Kajiwara, Y. Yoshimura, M. Nakano, K. Nakajima, S. Ohira-Kawamura, T. Kikuchi, Y. Inamura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88 号: 6 ページ: 64405-64405
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.064405
  • 査読あり
• [雑誌論文] An SMM behavior observed in Ce(III)Zn(II)2 linear tri-nuclear complex (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, M. Maeda, Y. Kataoka, M. Nakano, T. Yamamura, T. Kajiwara*
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 42 号: 10 ページ: 1276-1278
  • DOI: 10.1246/cl.130602
  • NAID: 10031201337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Linear trinuclear Zn(II)-Ce(II)-Zn(II) complex which behaves as a single-molecule magnet (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hino
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 42 号: 8 ページ: 2683-2686
  • DOI: 10.1039/c2dt32812g
  • 査読あり
• [学会発表] 軽希土類を基盤とする単分子磁石 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梶原孝志
  • 学会等名: 第２回東北大学研究会プログラム 「金属錯体の固体物性最前線‐金属錯体と固体物性物理と生物物性の連携新領域をめざして‐」
  • 発表場所: 東北大学理学部
  • 年月日: 2015-02-21
  • 招待講演
• [学会発表] 軽希土類単分子磁石の合成と磁気特性の比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹原千賀・Then Poh Ling・梶原孝志・片岡悠美子・中野元裕・山村朝雄
  • 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
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] Syntheses and Magnetic Properties of Cerium(III)-SMMs (2014)
  • 著者名/発表者名: Chika Takehara, Shiori Hino, Poh Ling Then, Yumiko Kataoka, Takashi Kajiwara, Motohiro Nakano, Tomoo Yamamura
  • 学会等名: 41st International Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Suntec Singaore Convention & Exhibition Centre, Singapore
  • 年月日: 2014-07-22
• [学会発表] Syntheses and SMM Behaviours of Linear Zn(II)-Dy(III)-Zn(II) Trinuclear Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Poh Ling Then, Chika Takehara, Kei Yamashita, Takashi Kajiwara, Yumiko Kataoka, Motohiro Nakano, Tomoo Yamamura
  • 学会等名: 41st International Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Suntec Singaore Convention & Exhibition Centre, Singapore
  • 年月日: 2014-07-22
• [学会発表] 中性子散乱による希土類単分子磁石のスピンダイナミクスの研究III (2013)
  • 著者名/発表者名: 古府麻衣子, 梶原孝志, 中野元裕, 中島健次, Giovanna Simeoni, Jason Gardner, Madhusudan Tyagi, 山室修
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] 直線状Zn(II)-Ce(III)-Zn(II)三核錯体の合成、構造とSMM挙動の発現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹原千賀・Then Poh Ling・山下桂・片岡悠美子・梶原孝志・中野元裕・山村朝雄
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] 直線状Zn(II)-Ln(III)-Zn(II)三核骨格を基盤とする単分子磁石合成の軽希土類への展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 梶原孝志，日野詩織，前田萌絵，山下 桂，片岡悠美子，中野元裕，山村朝雄
  • 学会等名: 第62回錯体化学討論会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Ce(III) crown-ether錯体の合成とSMM特性
  • 著者名/発表者名: 和田寿沙美・大岡彩加・竹原千賀・Then Poh Ling・片岡悠美子・梶原孝志・山村朝雄
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] Ln(III) crown-ether錯体の合成とSMM特性
  • 著者名/発表者名: 大岡彩加・和田寿沙美・竹原千賀・Then Poh Ling・片岡悠美子・梶原孝志・中野元裕・山村朝雄
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] 希土類単分子磁石の設計と遅い磁化緩和の観測
  • 著者名/発表者名: 梶原孝志
  • 学会等名: 第１回東北大学リーディング大学院研究会プログラム 「金属錯体の固体物性最前線‐金属錯体と固体物性物理と生物物性の連携新領域をめざして‐」
  • 発表場所: 東北大学理学部
  • 招待講演
• [学会発表] Syntheses and SMM Behaviours of Linear Zn(II)-Dy(III)-Zn(II) Trinuclear Complexes
  • 著者名/発表者名: Then Poh Ling, Chika Takehara, Kei Yamashita, Takashi Kajiwara, Yumiko Kataoka, Motohiro Nakano, Tomoo Yamamura
  • 学会等名: The 2nd Japan-France Coordination Chemistry Symposium 2013
  • 発表場所: Todaiji Culture Center, Nara, Japan
• [学会発表] Syntheses and magnetic properties of Ce(III)-SMMs
  • 著者名/発表者名: Chika Takehara, Shiori Hino, Then Poh Ling, Takashi Kajiwara, Yumiko Kataoka, Motohiro Nakano, Tomoo Yamamura
  • 学会等名: The 2nd Japan-France Coordination Chemistry Symposium 2013
  • 発表場所: Todaiji Culture Center, Nara, Japan
• [学会発表] 直線状Zn(II)-Dy(III)-Zn(II)三核錯体の合成とSMM特性の比較
  • 著者名/発表者名: Then Poh Ling・竹原千賀・山下 桂・梶原孝志・片岡悠美子・中野元裕・山村朝雄
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学千原キャンパス
• [学会発表] Ce(III)単分子磁石の合成と磁気特性の詳細
  • 著者名/発表者名: 竹原千賀・日野志織・Then Poh Ling・梶原孝志・片岡悠美子・中野元裕・山村朝雄
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学千原キャンパス
• [学会発表] 単分子磁石Zn(II)-Dy(III)-Zn(II)直線状三核錯体における非常に遅い磁化緩和
  • 著者名/発表者名: 梶原孝志・山下 桂・片岡悠美子・中野元裕・山村朝雄
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学千原キャンパス