新規フェルダジルラジカル類の合成と純有機強磁性,弱強磁性の発現機構の解明

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08454225
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 向井 和男 愛媛大学, 理学部, 教授 (70036193)
• 研究分担者: 小原 敬士 愛媛大学, 理学部, 助手 (10284390)
• キーワード: 分子磁性 / 有機強磁性 / 有機弱強磁性 / フェルダジル / ラジカル結晶 / スピンパイエルス転移 / 磁化率 / 比熱

研究概要

20種を越える新規Verdazyl Radicalを合成し、詳細な磁性の研究を行い、以下に示すような結果を得た。
1)8種の新規Verdazyl RadicalについてSQUIDの測定を行い、高い確率でRadical分子間に正の交換相互作用が働くことを見出した。また、ab Initio MO計算の結果から、Radical分子には高いスピン分極効果が見られ、正の交換相互作用の起源が分子間に於ける電荷移動によることを明らかにした。
2)Verdazyl Radicalの3位に電子吸引性の置換基を有する分子を合成し、その磁性の研究と結晶構造解析を行った。T_N=1.16Kの高い反強磁性Neel温度を示す新しいVerdazyl Radical結晶が見出された。また、磁性と構造の関係についての詳細な議論が行われた。
3)T=0.05〜300Kに於ける詳細なSQUIDの測定と、磁化の磁場依存性に関する研究結果から、3-(4-Cyanophenyl)-1,5-diphenyl-6-thioxoverdazyl(p-CyDpTV)がT_N=0.40Kの有機弱強磁性体であることを見出した、又、飽和磁化の温度依存性に関するdataを得ることにより、弱強磁性体としては初めて臨界指数に関する検討を行う事が出来た。
4)1,3,5-Triphenyl-6-oxoverdazyl(TOV)Radicalに関する詳細な磁性の研究を行い、このRadical結晶が2次元弱強磁性体であることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] K.Mukai: "Magnetic Properties of 3-(4-R-Phenyl)-1,5-diphenyl-6-oxo-and thioxoverdazyl Radical Crystals(R=OCH_3,CH_3,CN,and NO_2)" J.Phys.Chem.102. in press (1998)
• [文献書誌] M.Mito: "Magnetic Properties and Crystal Structures of 1,5-Diphenylverdazyl with Electron Acceptor Groups in the 3-Position" J.Phys.Chem.101. 9517-9524 (1997)
• [文献書誌] K.Mukai: "Observation of Weak Ferromagnetism in Organic Verdazyl Radical Crystal,p-CyDpTV" Chem.Phys.Letters. 272. 501-505 (1997)
• [文献書誌] M.Mito: "Magnetism of a Two-Dimensional Weak-Ferromagnetic Organic Radical Crystal,1,3,5-Triphenyl-6-Oxoverdazyl" J.Phys.Soc.Jpn.66. 2147-2156 (1997)
• [文献書誌] K.Mukai: "Magnetic Properties of 1,5-Dimethyl-6-oxoverdazyl Radical Crystals Observation of a Spin-Peierls Transition in p-CyDOV" Mol.Cryst.Liq.Cryst.305. 499-508 (1997)
• [文献書誌] K.Takeda: "Pressure Effects on Intermolecular Interactions in Genuine Organic Radical Crystals" Mol.Cryst.Liq.Cryst.306. 177-184 (1997)