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巨大負磁気抵抗を発現するフタロシアニン系に基づいた磁場応答分子性強誘電体の構築

公募研究

研究領域分子自由度が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 23110720
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
研究機関熊本大学

研究代表者

松田 真生  熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80376649)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードフタロシアニン / 電荷移動錯体 / 分子性導電体 / 分子性誘電体 / 負磁気抵抗効果 / 電荷分離 / 強誘電
研究実績の概要

代表者は大環状配位子であるフタロシアニンの鉄錯体に軸配位子が導入された分子ユニットからなる電荷移動錯体において、巨大負磁気抵抗効果の発現に成功している。その発現には、大きな分子内π-d相互作用と高対称性配位子場による縮退d軌道に加え、一次元電子系を構築するフタロシアニンπ電子の電荷不均化状態が深く関与していることが近年の実験・理論研究の両面から示唆されている。本申請では、電荷不均化するπ電子と軌道縮退したd電子を同時に保有する鉄フタロシアニン系について、分子設計の自由度を最大限に利用し、高対称性配位子場と強いπ-d相互作用を維持しつつ、分子間の二量化を誘起するような分子デザインを施すことにより、磁場応答強誘電特性という新しい電子機能を創出することを目指しつつ、フタロシアニン系電荷移動錯体の素子への適用にも取り組んだ。フタロシアニン配位子への分子修飾が分子間相互作用に大きな影響を及ぼすことについては23年度実施の研究で明らかにしている。そこでフタロシアニン環へ非対称な分子修飾を施す試みを多方面から行なったところ、電荷移動錯体の作製には至らなかったものの目的に近い分子の合成には成功していることを確認できた。また、軸は愛氏を非対称にした電荷移動錯体において、従来の系では観測されない誘電緩和を示すデータを得ることに成功した。これは本研究目的への分子設計が適切に行なわれたことを示すものである。一方、軸配位フタロシアニン系電荷移動錯体の素子適用については、透明電極上に微小結晶を作製しn型半導体と接触させることで、フタロシアニンに由来する光応答電流の発生を確認することに成功した。バルク結晶においてはこのような応答は観測できておらず、本研究で新たに試みた手法が新規物性探索・素子利用への有効な手法となりうることを示している。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Electrochemically Fabricated Phthalocyanine-Based Molecular Conductor Films and Their Potential Use in Organic Electronic Devices2013

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuda, N. Kinoshita, M. Fujishima, S. Tanaka, H. Tajima, and H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 6 号: 2 ページ: 21602-21602

    • DOI

      10.7567/apex.6.021602

    • NAID

      10031152675

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Molecular Conductor Based on Axially CN-Substituted Cobalt Tetrabenzoporphyrin2011

    • 著者名/発表者名
      Masaki Matsuda, et al
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 40 ページ: 1257-1259

    • NAID

      10030220134

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 軸配位鉄フタロシアニン系電荷移動錯体への非対称性の導入2013

    • 著者名/発表者名
      松田 真生、濵田 佑美、西 美樹、神田 成慶、花咲 徳亮
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      草津市・立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Introduction of Asymmetry in Axially Substituted Iron Phthalocyanine toward Construction of New Molecular Ferroelectrics2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Matsuda, Yumi Hamada, Miki Nishi, Akinori Kanda and Noriaki Hanasaki
    • 学会等名
      MDF2012
    • 発表場所
      宮崎市・フェニックスシーガイアリゾート
    • 年月日
      2012-12-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 分子性導電体TPP[M(Pc)(CN)2]2 (M = Fe, Co)の圧力下での電気導電性2012

    • 著者名/発表者名
      木下 頌章、松林 和幸、上床 美也、松田 真生
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京都・東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 非対称な軸配位子をもった鉄フタロシアニンの構造と物性2012

    • 著者名/発表者名
      濵田 佑美、大石 寛子、松田 真生、花咲 徳亮、野上 由夫
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京都・東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] フタロシアニン系大環状配位子を用いた分子性導電体2012

    • 著者名/発表者名
      松田 真生、濱田 佑美、大石 寛子、吉元 隆介
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京都・東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 軸配位フタロシアニンへの非対称性導入2012

    • 著者名/発表者名
      松田真生, 等
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応大学・横浜市
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] フタロシアニンを利用した新規分子性強誘電体の構築2011

    • 著者名/発表者名
      大石寛子, 等
    • 学会等名
      第五回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター・札幌市
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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