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ダイナミックな複合的電子物性変換を示す新規機能性錯体分子の開発

公募研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 25109533
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

金川 慎治  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (20516463)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2014年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード複合機能性分子 / 外場感応性分子 / スピン転移錯体 / 有機導電性分子 / 異核錯体 / 分子内電子移動 / 高スピン分子 / 鉄クラスター / 外場感応性 / 固体電子物性 / 錯体分子 / 光スイッチ
研究実績の概要

本研究は、電子スピンの化学を基盤とし、「感応性化学種」を融合させることで、電子の織りなす磁性、電導性や誘電性といった様々な物性が外場に対して協同的に感応する革新的複合機能性錯体の創成を目的として行った。
今年度は、昨年度までに得られた、スピン転移錯体と有機導電性分子とを複合化した新規ハイブリット分子材料の開発研究をさらに発展させることで、「一次元カラム状の分離積層構造を有する新規ハイブリッド分子の合成に成功」し、この化合物の物性測定を行った。具体的には、アニオン性鉄錯体と導電性有機分子TMTSFからなる新規ハイブリッド分子を定電流電解結晶化法にて単結晶として得た。X線結晶構造解析により、TMTSFと鉄錯体の比は13:12であり、TMTSFは部分酸化状態にあることが明らかとなった。磁気測定において、60 K以上でのなだらかなスピン転移挙動が観測された。さらに、低温での光磁気特性の検討により、光刺激による高スピン状態への磁気スイッチング特性が観測された。一方、単結晶での電気抵抗測定により、このハイブリッド分子は室温で比較的高抵抗であり、その温度依存性から半導体的であることを明らかにした。今回得られたTTF系分子と鉄錯体からなるハイブリッド分子の合成やそのスピン転移挙動は今まで報告されておらず、初めての例である。
加えて、感応性分子を指向し、「原子価互変異性を示す異核複核錯体」、「かご状鉄42核錯体」の2つの分子系についても検討を行うことで、それぞれ新規感応性分子を得ることに成功した。
前者においてはキラリティを利用した新規合成戦略によって、分子レベル、結晶レベルで方向のそろった外場感応性の分子内電子移動を示す分子系が構築できることを見出した。後者においては90/2という巨大な基底スピン状態を示すかご状鉄クラスターにおいて、熱誘起の金属間電子移動挙動を見出し、報告した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Ferromagnetically Coupled Fe42 Cyanide-Bridged Nanocage2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kang, H. Zheng, T. Liu, K. Hamachi, S. Kanegawa, K. Sugimoto, Y. Shiota, S. Hayami, M. Mito, T. Nakamura, M. Nakano, M. Baker, H. Nojiri, K. Yoshizawa, C. Duan, and O. Sato
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 5955-5955

    • DOI

      10.1038/ncomms6955

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 機能性異核複核錯体分子の新規合成法と電子物性研究2015

    • 著者名/発表者名
      金川慎治・姜 舜徹・佐藤 治
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of Molecular-based Hybrid Materials Consisted of Spin Crossover Complex and Organic Conductive Molecules2014

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kanegawa and Osamu Sato
    • 学会等名
      感応性化学種が拓く新物質科学 第2回若手国際シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学基礎工学 国際棟シグマホール
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] キラリティを利用した機能性複核錯体分子の合成と電子物性2014

    • 著者名/発表者名
      金川 慎治・姜 舜徹・佐藤 治
    • 学会等名
      錯体科学会第64回討論会
    • 発表場所
      中央大学 後楽園キャンパス
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アニオン性Fe(III)スピン転移錯体と有機導電分子 からなる新規複合機能性分子の開発2014

    • 著者名/発表者名
      金川慎治・渡邉 健太・高橋一志・姜 舜徹・佐藤 治
    • 学会等名
      錯体科学会第64回討論会
    • 発表場所
      中央大学 後楽園キャンパス
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NEW HYBRID-MOLECULAR MATERIALS CONSISTING OF ORGANIC CONDUCTIVE MOLECULE AND POTENTIAL ANIONIC SPIN CROSSOVER COMPLEX2014

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kanegawa, Kenta Watanabe, Kazuyuki Takahashi, Soonchul Kang and Osamu Sato
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Molecular-based Magnets
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-07-05 – 2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 外場によるダイナミックな電子物性変換を示す新規ハイブリッド分子材料の開発研究2014

    • 著者名/発表者名
      金川 慎治・渡邉 健太・佐藤 治
    • 学会等名
      感応性化学種が拓く新物質科学 第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アニオン性Fe(III)錯体と有機導電分子からなる新規複合機能性分子の合成と物性評価2014

    • 著者名/発表者名
      渡邉健太・金川慎治・姜 舜徹・佐藤 治・高橋一志
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ダイナミックな複合的電子物性変換を示す新規機能性錯体分子の開発2013

    • 著者名/発表者名
      金川 慎治・佐藤 治
    • 学会等名
      感応性化学種が拓く新物質科学 第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学 百年記念講堂
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] TTF系導電性分子と鉄スピン転移錯体からなる新規ハイブリッド分子材料の合成と物性2013

    • 著者名/発表者名
      金川 慎治・渡邉 健太・姜 舜徹・佐藤 治
    • 学会等名
      第63回錯体化学討論会
    • 発表場所
      琉球大学 千原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 外場による導電性制御を目指した新規複合機能性分子の開発2013

    • 著者名/発表者名
      渡邉 健太・金川 慎治・姜 舜徹・佐藤 治
    • 学会等名
      第63回錯体化学討論会
    • 発表場所
      琉球大学 千原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Properties of New Hybrid Molecular Materials, Consisting of TTF Analogues and Iron(III) Spin Crossover Complexes2013

    • 著者名/発表者名
      Shinji KANEGAWA, Kenta WATANABE, Soonchul KANG and Osamu SATO
    • 学会等名
      感応性化学種が拓く新物質科学 第1回若手国際シンポジウム
    • 発表場所
      TOKOホテル(五反田)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] PRESS RELEASE(2015/01/06)

    • URL

      http://www.kyushu-u.ac.jp/pressrelease/2015/2015_01_06.pdf

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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