| 研究概要 |
ガスの吸脱着をバイアスとした分子運動と強誘電物性の融合システムの開発を目的にPaddle-wheel型Cu(II)ポリマー錯体を用いた各種実験を行った。分子運動によるバルクの分極変化とそれによる強誘電性の発現を期待しm-fluorobenzoate (m-FBA), 2,3-difluorobenzoate (2,3-F_2BA), m-methylbenzoate (m-MBA), m-chlorobenzoate (m-CIBA)を、それぞれ配位子として導入した4種類の錯体[Cu(II)_2(m-FBA)4(pz)]_n、[Cu(II)_2(2,3-F_2BA)_4(pz)]_n、[Cu(II)_2(m-MBA)_4(pz)]_n、[Cu(II)_2(m-CIBA)_4(pz)]_nを合成し、結晶構造解析、CO_2ガス吸着等温線、誘電率の温度-周波数依存性測定、示差走査熱量測定を行った。単結晶X線結晶構造解析の結果、配位子の違いにより、結晶中のポリマー鎖間の相互作用が異なることが確認された。また、195KにおけるCO_2吸着等温線の測定の結果、すべての錯体でCO_2吸着に伴う構造変化を示唆するオープンゲート吸着の存在が確認された。[Cu(II)_2(m-FBA)_4(pz)]_nに対し、真空下での温度-周波数依存の誘電率の測定を行うと、200～300Kの温度付近において誘電率の値は温度や周波数に関わらず一定であるのに対し、CO_2環境下での測定の場合、室温付近で誘電率のピークが出現することを見出した。既に吸着等温線の測定からCO_2吸脱着に伴う構造変化の存在が示唆されたことから、この誘電率の変化と構造変化が互いに相関していると考えられる。以上の観点から、高感度示差走査熱量測定を用いてCO_2吸着の効果を検討した結果、室温付近における構造変化が観測され、CO_2環境下で示した誘電率の異常が構造変化に由来すると結論できた。
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