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層状分子磁石における動的π造形による物性制御

公募研究

研究領域π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
研究課題/領域番号 17H05137
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
研究機関東北大学

研究代表者

宮坂 等  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50332937)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードπー集積型錯体 / 層状分子磁石 / 動的π造形 / 分子吸脱着 / 磁気ーイオン制御 / 磁気-イオン制御
研究実績の概要

(I) 昨年度からの継続研究で、酸素を吸着して酸素の電子スピンを介した三次元磁気秩序を起こす多孔性磁石を開発し、論文として発表した(Nat. Commun.に発表)。ガス吸着で磁気相を変換する世界で初めての例であり、東北大学からプレスリリースするにも至った。この結果を始めとして、我々の層状磁石の多くが一般的なガス分子を吸脱着させることがわかってきた。現在数種の化合物について詳細に研究を開始しているが、ガス吸着により(1)構造変化を伴って格子の電子移動を誘発し、磁気相が変換する物質、(2)構造転移により層間距離や環境が変化することにより磁気相が変換される物質、(3)上記のように、酸素などの常磁性ゲスト分子の電子スピンを介した超交換相互作用により長距離筒所を作る物質、の全く新しい機構による3種の多孔性可変磁石を見出すに至っている。これらは、π造形という観点から見ると、dπ-pπの軌道重なりによる超交換相互作用の制御に位置し、「Dynamic π」及び「Dynamic spin」ということができる。今後益々新しい展開が大いに期待され、新しい分野が作られる可能性は高い。
(II) 熱的に多段階に電子移動相転移を示す新しい二次元化合物を見出した。また、この化合物はスポンジ磁石として振る舞い、結晶ー結晶転移を起こすことも明らかとなった(ACIEに発表)。この化合物も多孔性可変磁石やリチウムイオン電池による可変磁石になることが期待され、後者については相転移温度が120 Kを超える高相転移分子磁石を開発し、論文投稿中である。本系についても今後の展開が大いに期待される。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (23件) (うち国際共著 4件、 査読あり 23件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 12件、 招待講演 17件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Strong electronic influence of equatorial ligands on frontier orbitals in paddlewheel dichromium(ii,ii) complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Huang Po-Jung、Natori Yoshiki、Kitagawa Yasutaka、Sekine Yoshihiro、Kosaka Wataru、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 48 号: 3 ページ: 908-914

    • DOI

      10.1039/c8dt04347g

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Sponge with Neutral-Ionic Phase Transitions2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kosaka, Yusuke Takahashi, Masaki Nishio, Keisuke Narushima, Hiroki Fukunaga, Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Adv. Sci.

      巻: 5 号: 2 ページ: 1700526-1700526

    • DOI

      10.1002/advs.201700526

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metamagnetism with TN = 97 K in a layered assembly of paddlewheel [Ru2] units and TCNQ: an empirical rule for interlayer distances determining the magnetic ground state2018

    • 著者名/発表者名
      Kosaka Wataru、Itoh Masahisa、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 2 号: 3 ページ: 497-504

    • DOI

      10.1039/c7qm00534b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Switching by the In-Situ Electrochemical Control of Quasi-Spin-Peierls Singlet States in a Three-Dimensional Spin Lattice Incorporating TTF-TCNQ Salts2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fukunaga, Masanori Tonouchi, Kouji Taniguchi, Wataru Kosaka, Shojiro Kimura, Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 号: 17 ページ: 4294-4303

    • DOI

      10.1002/chem.201704815

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge-Transfer Layered Assembly of a trans-Heteroleptic Paddlewheel-Type Diruthenium(II, II) Complex with a TCNQ Derivative: Electrochemical Tuning of the Magnetism2018

    • 著者名/発表者名
      Kouji Taniguchi, Nanami Shito, Hiroki Fukunaga, Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: in press 号: 5 ページ: 664-667

    • DOI

      10.1246/cl.180086

    • NAID

      130006732197

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hammett-law Correlation in the Electron-donation Ability of trans-Heteroleptic Benzoate-bridged Paddlewheel-type Diruthenium(II,II) Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Sekine Yoshihiro、Aliyah Kinanti H.、Shimada Tomoka、Zhang Jun、Kosaka Wataru、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 5 ページ: 693-696

    • DOI

      10.1246/cl.180155

    • NAID

      130006732223

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic Sponge Behavior via Electronic State Modulations2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Jun、Kosaka Wataru、Sugimoto Kunihisa、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 16 ページ: 5644-5652

    • DOI

      10.1021/jacs.8b02428

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] One-Dimensional Chains of Paddlewheel-Type Dichromium(II,II) Tetraacetate Complexes: Study of Electronic Structure Influenced by σ- and π-Donation of Axial Linkers2018

    • 著者名/発表者名
      Huang Po-Jung、Natori Yoshiki、Kitagawa Yasutaka、Sekine Yoshihiro、Kosaka Wataru、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 9 ページ: 5371-5379

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b00352

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Layered ferrimagnets constructed from charge-transferred paddlewheel [Ru2] units and TCNQ derivatives: the importance of interlayer translational distance in determining magnetic ground state2018

    • 著者名/発表者名
      Kosaka Wataru、Liu Zhaoyuan、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 34 ページ: 11760-11768

    • DOI

      10.1039/c8dt01566j

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionic Donor-Acceptor Chain Derived from an Electron-Transfer Reaction of a Paddlewheel-Type Diruthenium(II,?II) Complex and N,N′-Dicyanoquinonediimine2018

    • 著者名/発表者名
      Sekine Yoshihiro、Shimada Tomoka、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 50 ページ: 13093-13097

    • DOI

      10.1002/chem.201802630

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermally Induced Valence Tautomeric Transition in a Two-Dimensional Fe-Tetraoxolene Honeycomb Network2018

    • 著者名/発表者名
      Chen Jian、Sekine Yoshihiro、Komatsumaru Yuki、Hayami Shinya、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 37 ページ: 12043-12047

    • DOI

      10.1002/anie.201807556

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Ferromagnetic Fluctuations in Heavily Overdoped (Bi,Pb)2Sr2CuO6+δ Copper Oxides2018

    • 著者名/発表者名
      Kurashima Koshi、Adachi Tadashi、Suzuki Kensuke M.、Fukunaga Yasushi、Kawamata Takayuki、Noji Takashi、Miyasaka Hitoshi、Watanabe Isao、Miyazaki Masanori、Koda Akihiro、Kadono Ryosuke、Koike Yoji
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 121 号: 5 ページ: 057002-057002

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.057002

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gas-responsive porous magnet distinguishes the electron spin of molecular oxygen2018

    • 著者名/発表者名
      Kosaka Wataru、Liu Zhaoyuan、Zhang Jun、Sato Yohei、Hori Akihiro、Matsuda Ryotaro、Kitagawa Susumu、Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 5420-5420

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07889-1

    • NAID

      120006549327

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In Situ Reversible Ionic Control for Non-Volatile Magnetic Phases in a Donor/Acceptor Metal-Organic Framework2017

    • 著者名/発表者名
      Kouji Taniguchi, Keisuke Narushima, Hajime Sagayama, Wataru Kosaka, Nanami Shito, Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 27 号: 5 ページ: 1604990-1604990

    • DOI

      10.1002/adfm.201604990

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Slow relaxation of the magnetization observed in an antiferromagnetically ordered phase for SCM-based two-dimensional layered compounds2017

    • 著者名/発表者名
      Kagesawa Koichi, Nishimura Yuki, Yoshida Hiroki, Breedlove Brian K., Yamashita Masahiro, Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 46 号: 10 ページ: 3170-3178

    • DOI

      10.1039/c6dt04636c

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Built-in TTF-TCNQ charge-transfer salts in p-stacked pillared layer frameworks2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sekine, Masanori Tonouchi, Taiga Yokoyama, Wataru Kosaka, Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 印刷中 号: 17 ページ: 2300-2304

    • DOI

      10.1039/c7ce00492c

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magneto-ionic phase control in a quasi-layered donor/acceptor metal-organic framework by means of a Li-ion battery system2017

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, K. Narushima, K. Yamagishi, N. Shito, W. Kosaka, H. Miyasaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 6 ページ: 060307-060307

    • DOI

      10.7567/jjap.56.060307

    • NAID

      210000147818

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferromagnetic Exchange Coupling in a Family of MnIII Salen-Type Schiff-Base Out-of-Plane Dimers2017

    • 著者名/発表者名
      Kachi-Terajima Chihiro, Ishii Rikako, Tojo Yoshiaki, Fukuda Masato, Kitagawa Yasutaka, Asaoka Mizuki, Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 121 号: 22 ページ: 12454-12468

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b03336

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three dimensional porous Hofmann clathrate [MIIPtII(CN)4] (M = Co, Ni) synthesized by using postsynthetic reductive elimination2017

    • 著者名/発表者名
      Takuro Okamura, Bin Wu, Hiroaki Iguchi, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita, Wataru Kosaka, Hitoshi Miyasaka, Shinya Takaishi
    • 雑誌名

      ChemComm.

      巻: 53 号: 48 ページ: 6512-6515

    • DOI

      10.1039/c7cc01766a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses, Structures and Magnetic Properties of Tetranuclear Cubane-type and Heptanuclear Wheel-type Nickel(II) Complexes with 3-Methoxysalicylic Acid Derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      F. Kobayashi, R. Ohtani, S. Teraoka, W. Kosaka, H. Miyasaka, Y. Zhang, L. F. Lindoy, S. Hayami, M. Nakamura
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 46 号: 26 ページ: 8555-8561

    • DOI

      10.1039/c7dt01757j

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Effect of Anion-Sublattice Structure on the Displacement Reaction in Copper Sulfide Cathodes of Rechargeable Magnesium Batteries2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tashiro, K. Taniguchi, H. Miyasaka
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 8 ページ: 1240-1242

    • DOI

      10.1246/cl.170503

    • NAID

      130005906969

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gate-open-type Sorption in a Zigzag Paddlewheel Ru Dimer Chain Compound with a Phenylenediamine Linker Instructed by a Preliminary Structural Change of Desolvation2017

    • 著者名/発表者名
      Dou Changxiao, Kosaka Wataru, Miyasaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 46 号: 9 ページ: 1288-1291

    • DOI

      10.1246/cl.170509

    • NAID

      130006067870

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Phase Switching in a Tetraoxolene-Bridged Honeycomb Ferrimagnet Using a Lithium Ion Battery System2017

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi, J. Chen, Y. Sekine, H. Miyasaka
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 29 号: 23 ページ: 10053-10059

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b03691

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Guest-Sensitive Dynamical Magnets2018

    • 著者名/発表者名
      宮坂等
    • 学会等名
      日本化学会低次元系光機能材料研究会 第7回研究講演会「二次元構造を有するπ電子系の光・電子機能」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Charge-Transfer Engineering for Porous Magnets2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Nano and Supramolecular Chemistry (ISNSC10)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Porous Magnets for Gas Sensing2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Guest-Sensitive Dynamical Magnets2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Molecule-based Magnets (ICMM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic Switching in Redox-Active MOFs Using LIB2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      M3E.CL 2018 The Multifunctional Materials based on Strategic Metals
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Porous Magnets for Magnetoionics and Gas Sensing2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      2018 Russia-Japan Joint Seminar “Non-equilibrium processing of materials: experiments and modeling”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Porous Magnets for Gas Sensing2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      146.SMS2018 (IMR)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamical pπ-dπ Figuration Tuned by Gas Accommodations2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      π-SYSTEM FIGURATION EUROPEAN-JAPANESE WORKSHOP 2018 (π-EJ 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Porous Magnets for Gas Sensing2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      2018 Nankai International Symposium on Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Porous Magnets for Gas Sensing2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      Workshop on “Solid-State Electrochemistry for Coordination Complexes”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Porous Molecular Magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC6)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 変わる磁石”を創るー動的格子・空間制御による磁気スイッチングー2017

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      関西学院大学 理学部講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] “変わる磁石”を創るー動的格子・空間制御による磁気スイッチングー2017

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      低次元系光機能材料研究会 第6回サマーセミナー2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Porous Magnets for Magnetoionics and Gas Sensing2017

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      第2回錯体化学日米二国間会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Porous Magnets for Magnetoionics2017

    • 著者名/発表者名
      HITOSHI MIYASAKA
    • 学会等名
      11th Japan-China Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] “変わる磁石”を創るー動的格子・空間制御による磁気スイッチングー2017

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      138.名古屋大学 大学院理学研究科化学専攻講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] “変わる磁石”を創るー動的格子・空間制御による磁気スイッチングー2017

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      139.筑波大学 大学院理学研究科化学専攻講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 230.World Scientific Reference on Spin in Organics: Volume 4 -Spin in Organics, Materials and Energy Vol. 102018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 総ページ数
      36
    • 出版者
      World Scientific Pub. Co. Pte. Ltd.
    • ISBN
      9789813229075
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      http://www.miyasaka-lab.imr.tohoku.ac.jp

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      http://www.miyasaka-lab.imr.tohoku.ac.jp

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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