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光制御型高スピン多核錯体の開発

公募研究

研究領域ナノスピン変換科学
研究課題/領域番号 15H01018
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

佐藤 治  九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (80270693)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワードスピン / 磁性
研究実績の概要

外場応答性ナノ磁性体の開発を目指し研究を行った。外場応答性分子は高密度磁気記録媒体等への応用が期待されている。本研究では錯体配位子である(NBu4)[Fe(pzTp)(CN)3]と、Fe(II)を反応させることによりFeⅢFeⅡ混合原子価鉄錯体の合成を試みた。単結晶X線構造解析から、本錯体は錯体配位子とFeイオンからなる一次元鎖構造をとり、CNのNが配位している鉄はN4O2配位構造をとっていることが分かった。100 Kと300 Kでの構造解析結果を基にBond-valence sumの計算を行い、温度による価数の変化を考察したところ、室温で二価であったFeイオンが、低温で三価に変化していることが分かった。この結果は本錯体が温度によって金属間電子移動を起こしていることを示唆している。温度誘起電子移動現象を確かめるために、300 Kおよび80 KでIRスペクトルを測定した。その結果、冷却に伴い2100 cm-1以下の領域に大きなピークが現れることが分かった。これは錯体配位子中のFeイオンの二価の割合が高くなったことを示唆している。つまり、温度により鉄原子間での電子移動が誘起され、FeⅢ(Tp)-CN-FeⅡの状態からFeⅡ(Tp)-CN-FeⅢの状態に変化したことが確かめられた。また、本錯体の磁気特性を測定したところ温度降下とともにchiT値が増加することがわかった。これは鉄間に強磁性的相互作用が働いていることを示している。また、相転移が起こる温度領域と考えられる80-300 Kの間で磁化率の大きな変化は見られなかった。これは、スピン転移を伴わない電子移動のため、高温相と低温相でchiT値があまり変化しないことに加え電子移動が温度に対して緩やかに起こるためであると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Dynamic Molecular Crystals with Switchable Physical Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Osamu Sato
    • 雑誌名

      Nature Chem

      巻: 8 号: 7 ページ: 644-656

    • DOI

      10.1038/nchem.2547

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of IntermolecularInteractions on Valence Tautomeric Behaviors in TwoPolymorphic DinuclearCobalt Complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Guo-Ling Li, Shinji Kanegawa, Zi-Shuo Yao, Sheng-Qun Su, Shu-Qi Wu, You-Gui Huang, Soonchul Kang,and Osamu Sato
    • 雑誌名

      Chem. Euro. J.

      巻: 22 号: 48 ページ: 17130-17135

    • DOI

      10.1002/chem.201603817

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charge-Transfer Phase Transition of a Cyanide-Bridged FeII/FeIII Coordination Polymer2016

    • 著者名/発表者名
      Kuirun Zhang, Soonchul Kang,* Zi-shuo Yao, Kazusa Nakamura, Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga, Nobuaki Azuma, Yuji Miyazaki, Motohiro Nakano, Shinji Kanegawa, Osamu Sato*
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 20 ページ: 6047-6050

    • DOI

      10.1002/anie.201601526

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 混合原子価鉄錯体の電子状態と物性2016

    • 著者名/発表者名
      中村 和沙、佐藤 治
    • 学会等名
      錯体化学第66回討論会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Charge-Transfer Phase Transition of a Cyanide-Bridged FeⅡ/FeⅢ Coordination Polymer2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 治
    • 学会等名
      ICMM2016
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄錯体の電荷移動相転移2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 治
    • 学会等名
      第8回東北大学研究会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2016-02-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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