マトリックス中での光応答型分子強磁性体の構築

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13740402
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 唐澤 悟 九州大学, 薬学研究院, 助手 (80315100)
• キーワード: カルベン / 分子磁性 / 光応答性 / スピングラス / 単分子磁石 / 単核単分子磁石

研究概要

私は、「マトリックス中での光応答型分子強磁性体の構築」という研究課題で13〜14年度研究を遂行した。本研究の目的は、マトリックス中で「カルベン」をスピン源として磁石を構築することであり、13年度にカルベンと銅(II)との組み合わせにより「スピングラス」を14年度にはコバルト(II)との組み合わせにより「単分子磁石」の構築に成功し、その目的を達成している。
私の知見によると「スピングラス」の構築には、大きなスピン量子数からなるスピンクラスター及びそのクラスター間での強磁性的相互作用が必要条件である。同様の化合物を用いた固体状態での観測ではスピングラスが確認できないことから、我々の化合物の表す磁性はマトリックス中に特徴的であり、今後はより詳細なスピングラス発生のメカニズムを明らかにすると共に、更に高温でのグラス転移温度Tgを持つ化合物を構築していきたい。
「単分子磁石」の構築には、大きなスピン量子数とマイナスのゼロ磁場分裂パラメーター(D)が一般的に必要とされている。今回私は、スピン量子数増加をカルベンに担わせ、コバルトイオンにDの役割を担わせた単分子磁石の構築に成功した。特に、金属原子一つで構成される「単核単分子磁石」は今までに例が無く、金属中心に展開してきた磁石の世界に新たな方向性を示せたと考えている。
以上のような研究成果は、23件の国内外の学会発表と6報の論文に報告された(発表予定も含む)。特に、スピングラスに関しては、Journal of the American Chemical Societyに発表することができた。このことは、我々の成果が世界的に認められたと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Hiroshi Morikawa, Satoru Karasawa, Noboru Koga: "Magnetic Property after Irradiation of Tetrakis[4-(a-diazobenzyl)-pyridine]copper(II)in a Frozen Solution"Applied Magnetic Resonance. (発表予定). (2003)
• [文献書誌] Jinging Zhang, Madoka Suehiro, Satoru Karasawa, Noboru Koga et al.: "Theoretical Study on Exchange Interaction Between Metal Ion and Organic Radical Through Pyridine, Bipyridine and Terpyridine Ligands"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 376. 431-436 (2002)
• [文献書誌] J.Fujisawa, S.Yamauchi, Satoru Karasawa, Noboru Koga et al.: "Excited Quartet and Doublet States in the Complex of Tetraphenylporphirine Zinc(II)and a Nitroxide Radical in Solution : X-and W-Band Time-Resolved EPR Studies"Applied Magnetic Resonance. 21. 483-493 (2001)
• [文献書誌] Satoru Karasawa, Harumi Kumada, Noboru Koga, Hiizu Iwamura: "Magnetic Behavior of 3:2 Mixture of Bis(hexafluoroacethylacetoto)copper(II)and 1,3,5,-Benzenetriyltris(4-pyridyldiazomethane) in a Frozen Solution after irradiation : Photochemical Formation of a Solid Solution Magnet"Journal of the American Chemical Society. 39. 9685-9686 (2001)
• [文献書誌] Satoru Karasawa, Noboru Koga: "Photochemical formations of super high-spin molecules consisting of carbenes and metal ions in frozen solutions"Polyhedron. 20. 1387-1389 (2001)
• [文献書誌] Satoru Karasawa, Hiroshi Morikawa, Fumika Imamura, Noboru Koga et al.: "2,2'-Bipyridines carrying a diazo moiety and their complexes with bis(hexafluoroacethylacetone)copper : synthesis, structures, electronic and magnetic properties of their photoproducts in frozen solutions"Journal of Materials Chemistry. 11. 493-502 (2001)