指向性情報・エネルギー伝達システムの構築

• 研究課題/領域番号: 26288021
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 二瓶 雅之 筑波大学, 数理物質科学研究科(系), 准教授 (00359572)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
• キーワード: 金属多核錯体 / 双安定性 / エネルギー伝達 / ナノ材料

研究成果の概要

本研究は、弱い相互作用を介して金属多核錯体を連結することにより、情報(電子状態、磁性)やエネルギーを高効率に伝達可能なシステムを構築することを目的として研究を進めた。その結果、熱や化学刺激に対して電子状態・磁性を可逆に変換し得る双安定性環状四核錯体を水素結合で連結した集積構造を構築し、水素結合強度の階層的変化に伴う多段階相転移を示すことを見出した。また、新規拡張π共役型発光性白金四核錯体からなる銀イオン架橋低次元集積体を構築し、集積構造の変化に伴い発光強度が飛躍的に増大することを見出した。これらのシステムは、磁性情報や光エネルギーを集積構造中で伝搬できる系とみなせる。

研究成果

• [国際共同研究] Lebniz University of Hannover(ドイツ)
• [国際共同研究] National Taipei University of Technology(台湾)
• [雑誌論文] A Multi-Redox Responsive Cyanometalate-Based Metallogel (2017)
  • 著者名/発表者名: Kiyotaka Mitsumoto, Jamie M. Cameron, Rong-Jia Wei, Hiroyuki Nishikawa, Takuya Shiga, Masayuki Nihei, Graham N. Newton, Hiroki Oshio
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 23 号: 7 ページ: 1502-1506
  • DOI: 10.1002/chem.201605542
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydrogen-Bonded Cyanide-Bridged [Co2Fe2] Square Exhibiting Three-Step Spin Transition (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Nihei, Yuta Yanai, I-Jui Hsu, Yoshihiro Sekine, Hiroki Oshio
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 56 号: 2 ページ: 591-594
  • DOI: 10.1002/anie.201610268
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dimensionally Controlled Assembly of an External Stimuli-Responsive [Co2Fe2] Complex into Supramolecular Hydrogen-Bonded Networks (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, M. Nihei, H. Oshio
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: - 号: 22 ページ: 5193-5197
  • DOI: 10.1002/chem.201605817
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ambient-Temperature Spin-State Switching Achieved by Protonation of the Amino Group in [Fe(H2Bpz2)2(bipy-NH2)] (2016)
  • 著者名/発表者名: Yang-Hui Luo, Masayuki Nihei, Gao-Ju Wen, Bai-Wang Sun, Hiroki Oshio
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 55 号: 16 ページ: 8147-8152
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b01193
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] DFT and TD-DFT studies of electronic structures and one-electron excitation states of a cyanide-bridged molecular square complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasutaka Kitagawa, Mizuki Asaoka, Koji Miyagi, Toru Matsui, Masayuki Nihei, Hiroshi Oshio, Mitsutaka Okumura, Masayoshi Nakan
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry Frontiers 巻: 2 号: 8 ページ: 771-779
  • DOI: 10.1039/c5qi00091b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] X-ray-induced phase transitions by selective excitation of heterometal ions in a cyanide-bridged Fe-Co molecular square (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Sekine, Masayuki Nihei, Reiji Kumai, H. Nakao, Youichi Murakami, Hiroki Oshio
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 50 号: 31 ページ: 4050-4052
  • DOI: 10.1039/c3cc48820a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abrupt Phase Transition based on Electron-transfer-coupled Spin Transition in a Cyanide-bridged [Co2Fe2] Tetranuclear Complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, M. Nihei, H. Oshio
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 号: 7 ページ: 1029-1030
  • DOI: 10.1246/cl.140248
  • NAID: 130004868255
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Investigation of light-induced electron-transfer-coupled spin transition in a cyanide-bridged [Co2Fe2] complex by X-ray diffraction and absorption measurements (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, M. Nihei, R. Kumai, H. Nakao, Y. Murakami, H. Oshio
  • 雑誌名: Inorg. Chem. Front. 巻: 1 号: 7 ページ: 540-543
  • DOI: 10.1039/c4qi00074a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cyanide-bridged decanuclear cobalt-iron cage (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Takuya, T. Tetsuka, K. Sakai, Y. Sekine, M. Nihei, G. N. Newton, H. Oshio
  • 雑誌名: Inrog. Chem. 巻: 53 号: 12 ページ: 5899-5901
  • DOI: 10.1021/ic500964m
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] トリフェニルアミン誘導体部位をもつルテニウム錯体のプロトン応答による電子状態変化の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福田くるみ、志賀 拓也、二瓶雅之、Graham N. Newton、大塩 寛紀
  • 学会等名: 第97日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県横浜市）
• [学会発表] アセチリド架橋白金(II)四核錯体の合成と発光特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川澄真子、二瓶雅之、大塩寛紀
  • 学会等名: 第96日本化学会春季年会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府京田辺市)
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 外部刺激応答性環状四核錯体の水素結合による集積化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 二瓶雅之
  • 学会等名: 分子研研究会 金属錯体の非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質創成科学
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
  • 年月日: 2016-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] 外部刺激応答性多核錯体の水素結合による集積化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 二瓶雅之
  • 学会等名: 第8回東北大学研究会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-02-19
  • 招待講演
• [学会発表] Multi-stability based on intramolecular electron transfers (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Nihei
  • 学会等名: Molecular Technology for Functionalities (Satellite meeting of ICMM2016)
  • 発表場所: 東京国際フォーラム（東京都千代田区）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multi-Step Phase Transition in Cyanide-Bridged Multi-Nuclear Complexes (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Nihei, Yoshihiro Sekine, Karin Shiroyanagi, Hiroki Oshio
  • 学会等名: The 15th International Conference on Molecule-based Magnets (ICMM2016)
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 国際学会
• [学会発表] Multi-stabilty based on intramolecular electron transfers (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Nihei
  • 学会等名: Inorganic Chemistry Symposium
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都目黒区）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electron-Transfer-Coupled Spin Transition of Cyanide-bridged Cage Complexes (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya Shiga, Graham N. Newton, Masayuki Nihei, Hiroki Oshio
  • 学会等名: Post-ICMM Symposium: State of the Art in Bistable Magnetic Molecules
  • 発表場所: 福岡大学（福岡県福岡市）
  • 国際学会
• [学会発表] 鉄-コバルト環状四核錯体の水素結合による集積化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤 万里奈、白柳 花梨、二瓶 雅之、大塩 寛紀
  • 学会等名: 錯体化学会第６６回討論会
  • 発表場所: 福岡大学（福岡県福岡市）
• [学会発表] External stimuli-induced intramolecular electron transfers in cyanide-bridged multinuclear complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Nihei, Yoshihiro Sekine, Karin Shiroyanagi, Hiroki Oshio
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multi-step phase transition in cyanide-bridged multi-nuclear complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Nihei, Yuta Yanai, Hiroki Oshio
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Controlled Electron Transfers in Cyanide-Bridged Multi-Nuclear Complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Nihei, Yoshihiro Sekine, Yuki Okamoto, Yuta Yanai, Hiroki Oshio
  • 学会等名: 10th China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
  • 発表場所: Fuzhou, China
  • 年月日: 2015-10-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] アセチリド架橋白金(II)多核錯体の合成と発光挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川澄真子、二瓶雅之、大塩寛紀
  • 学会等名: 錯体化学会第６５回討論会
  • 発表場所: 奈良女子大(奈良県奈良市)
  • 年月日: 2015-09-21
• [学会発表] 金属多核錯体における分子内電子移動制御と機能発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 二瓶雅之
  • 学会等名: 山形大学理学部講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県山形市)
  • 年月日: 2015-08-04
  • 招待講演
• [学会発表] ハイブリッド金属錯体触媒の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 二瓶雅之
  • 学会等名: 光・量子計測テーマ連携研究会（第一回）
  • 発表場所: 文部科学省研究交流センター(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] 外場応答性多核錯体の創出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 二瓶雅之
  • 学会等名: 西原先生還暦記念講演会「深化する錯体化学」
  • 発表場所: ルポール麹町(東京都千代田区)
  • 年月日: 2015-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] シアン化物イオン架橋鉄-コバルト環状四核錯体の一次元集積化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白柳 花梨、関根 良博、二瓶 雅之、志賀 拓也、大塩 寛紀
  • 学会等名: 錯体化学会第６4回討論会
  • 発表場所: 中央大学 （東京）
  • 年月日: 2014-09-18