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超高速超強磁場による量子巨大応答と階層機能創出

公募研究

研究領域配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製
研究課題/領域番号 22108504
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

野尻 浩之  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80189399)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード量子ダイナミクス / 強磁場 / 錯体化学 / 巨大応答 / 磁気共鳴
研究概要

本研究の目的は、錯体分子系において、コヒーレントスピン操作と磁場・電場に対する量子巨大応答を達成することである。
コヒーレントスピン操作としては、超高速掃引磁場下の電子-核スピンエンタングルメントによる量子トンネル現象の実現に続いて、パルスEPRによるラビ振動の観測に成功した。これまでのラビ振動の観測は、殆どが凍結溶液などの稀釈系における実験であったが、今回Siのナノポーラス系に埋め込んだ3角クラスターという固体系において始めてラビ振動の観測に成功したことで、スケーラブルな系の構築への方向性を示した意義は大きい。さらに、量子スピン操作を容易にする系の候補として、異方性の大きな希土類と等方的なラジカルスピンを結合したIsing-Heisenbergクラスターを提案し、スピン量子数が保存しないESR遷移によるラジカルスピンの反転と、交換バイアスによるエネルギー準位の制御が可能なことを示した。これらの系はスピンによる記憶と反転操作の両者が容易に制御出来る系となることが期待できる。
外部刺激に応答するスピン系として、エネルギー縮退の大きな3角クラスターに注目し、Feの3角クラスターの磁性の理解、鋸歯リング磁性体のエネルギー準位の評価などを行い、3角クラスターの量子状態の理解に貢献した。
新学術領域の融合性を生かした研究として、Fe-Co1次元錯体の電荷移動によるスピンクロスオーバー転移における誘電異常、強電場によるブレークダウン現象などを明らかにすると共に、Fe-Coの1:2型のスピンクロスオーバー転移において光誘起状態のESR測定により、光励起により磁気秩序相間の転移が起こることを示した。また、Re錯体において、価数揺動によるNMRの緩和時間の特異な温度変化を見出した。さらに、超小型コイルを用いて従来の100倍大きな磁気力が実現できる事を示した。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (25件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Coherent Manipulation of Electron Spins in the {Cu_3} Spin Triangle Complex Impregnated in Nanoporous Silicon2012

    • 著者名/発表者名
      K.-Y.Choi
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett.

      巻: 108 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.067206

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of Exchange Energies in the Sawtooth Spin Ring {Mo_<75>V_<20>} by ESR2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Oshima
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 85 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.024413

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox-Controlled Magnetic {Mn_<13>} Keggin Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Newton, G.N.; Yamashita, S.; Hasumi, K.; Matsuno, J.; Yoshida, N.; Nihei, M.; Shiga, T,; Nakano, M.; Nojiri, H.; Wernsdorfer, W.; Oshio, H.
    • 雑誌名

      Angew.Chem., Int.Ed.

      巻: 50 号: 25 ページ: 5716-5720

    • DOI

      10.1002/anie.201100515

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linking [Fe^<III>_3] Triangles with "Double-headed" Phenolic Oximes2011

    • 著者名/発表者名
      K.Mason
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      巻: 47 号: 21 ページ: 6018-6020

    • DOI

      10.1039/c1cc11146a

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical Trend of Ln-M Exchange Couplings in Heterometallic Complexes with Ln=Gd,Tb,Dy,Ho,Er and M=Cu,V2011

    • 著者名/発表者名
      R.Watanabe
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      巻: 47 ページ: 2110-2112

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferromagnetic Gd-Cu, Tb-Cu, and Ho-Cu Couplings in Isomorphous [Ln_2Cu] Complexes2010

    • 著者名/発表者名
      A.Okazawa
    • 雑誌名

      Chem.Lett.

      巻: 39 ページ: 1331-1332

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Magnetic and Electrical Properties of Cyanide Bridged 1-D Chain Complex2012

    • 著者名/発表者名
      F.Ijima
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Creation of Functional Materials-Coordination Chemistry at the Front-
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fe-Co1次元錯体のスピンクロスオーバー転移における誘電異常とXMCD2012

    • 著者名/発表者名
      田添昂
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学,西宮市
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] FeCo錯体におけるスピン多重度操作の光励起下ESR2012

    • 著者名/発表者名
      吉居俊輔
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学,西宮市
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 4f-3d錯体における交換相互作用と磁気異方性2012

    • 著者名/発表者名
      島田貴士
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学,横浜市
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ランタノイドーニトロキシドラジカル錯体系の単分子磁石の探索2012

    • 著者名/発表者名
      村上里奈
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学,横浜市
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 種々の架橋基を有する三角形状の基底S=3のNi三核錯体の磁性2012

    • 著者名/発表者名
      井田由美
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学,横浜市
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The Electron Spin Resonance on Nano-Magnets2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nojiri
    • 学会等名
      The 3rd Shenzhen International Conference on Advanced Science and Technology (SICAST 2011)
    • 発表場所
      Shenzhen, China(招待)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spin State Transition2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nojiri
    • 学会等名
      ICC-IMR Workshop on Development of Functionalized Molecule-based Magnetic Materials
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ground State Properties of a Spin-1/2 Triangular Antiferromagnet2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hosokoshi
    • 学会等名
      The 5th Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      Awaji, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Relatively Strong Antiferromagnetic Coupling in t-Butyl 2-Pyridyl Nitroxide-Ln(III) Complexes (Ln=Gd, Tb, Dy)2011

    • 著者名/発表者名
      R.Murakami
    • 学会等名
      The 50th Annual Meeting of the Society of Electron Spin Science and Technology (SEST2011)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spin Crossover Transition in Charge Transfer Complex2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nojiri
    • 学会等名
      The 50th Annual Meeting of the Society of Electron Spin Science and Technology (SEST2011)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] キラルなシアン化物イオン架橋鉄-コバルト一次元錯体における一次元鎖内電子移動と磁気的・電気的性質2011

    • 著者名/発表者名
      飯島史周
    • 学会等名
      錯体化学会61回討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学,岡山市
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 水素結合型混合原子価レニウム錯体のプロトンー電子連動機能2011

    • 著者名/発表者名
      小川直希
    • 学会等名
      錯体化学会61回討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学,岡山市
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fe-Co1次元錯体[FeICo(R-pabn)(tp)(CN)_3]BF_4における電子移動型スピン転移II2011

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之
    • 学会等名
      日本物理学会2011秋季大会
    • 発表場所
      富山大学,富山市
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起スピン転移を示すFeCo錯体のESR測定2011

    • 著者名/発表者名
      吉居俊輔
    • 学会等名
      日本物理学会2011秋季大会
    • 発表場所
      富山大学,富山市
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spin Freezing in Keplerate Clusters2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nojiri
    • 学会等名
      The Third International Workshop on Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
    • 発表場所
      Tokyo, Japan(招待)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 4f-3d金属三核錯体における交換相互作用のランタノイドイオン依存性2011

    • 著者名/発表者名
      島田貴士
    • 学会等名
      日本化学会第91春季大会
    • 発表場所
      神奈川大学,横浜市
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 動的外場を用いたII-d系分子性導体の相制御研究2011

    • 著者名/発表者名
      大島勇吾
    • 学会等名
      日本物理学会 第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学,新潟市
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Fe-Co1次元錯体[Fe^ICo(R-pabn)(tp)(CN)_3]BF_4における電子移動型スピン転移2011

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之
    • 学会等名
      日本物理学会 第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学,新潟市
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Triangular Based Molecular Magnets, Spin State Transition and Magnetic Coupling2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nojiri
    • 学会等名
      Leverhulme Meeting on Molecular Magnetism
    • 発表場所
      Manchester, United Kingdom(招待)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Adiabatic Transition in Fast Sweeping Magnetic Fields2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nojiri
    • 学会等名
      International Workshop on Statistical Physics of Quantum Systems
    • 発表場所
      Tokyo, Japan(招待)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Electron Spin Resonance on 3d-4f hetero-metallic Nano Magnet2010

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshii
    • 学会等名
      2nd Russian-Japanese Young Scientists Conference on Nanomaterials and Nanotechnology
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Role of Spin Chirality in Triangula Based Molecular Magnets2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nojiri
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Molecule-Based Magnets
    • 発表場所
      Beijing, China(基調)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] デュアルπ電子系分子性導体(Me-3,5-DIP)[Ni(dmit)_2]_2の電子スピン共鳴2010

    • 著者名/発表者名
      大島勇吾
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学,堺市
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Siナノ孔へ吸着したCu_3クラスターの磁化過程2010

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学,堺市
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.hfpm.imr.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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