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2015 年度 実施状況報告書

マルチフェロイック混合原子価磁性鎖

研究課題

研究課題/領域番号 15K13652
研究機関東北大学

研究代表者

宮坂 等  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50332937)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード金属錯体格子 / 混合原子価低次元錯体 / 格子内電子移動 / マルチフェロイック / 電子ドナー・アクセプター
研究実績の概要

当初ターゲットにしていた電子ドナー(D)とアクセプター(A)からなるDA一次元鎖化合物、[{Ru2(2-MeO-4-ClPhCO2)4}BTDA-TCNQ](benzene) (1; 2-MeO-4-ClPhCO2- = 2-methoxly-4-chlorobenzoate; BTDA-TCNQ = bis(1,2,5-thiadiazolo)tetracyanoquinodimethane)とその[Rh2]ドープ化合物(JACS 2013, 135, 17715-17718)について、単結晶における誘電測定を行ったところ、低温領域でも誘電異常が見られなかった。しかし、最近、誘電が協奏する物質の候補となる中性-イオン性転移DA一次元鎖化合物の第2例目を見出したので、詳細を検討した。この化合物は一段階で中性-イオン性転移を起こし、結晶溶媒を含みはするが、比較的安定な化合物である。その転移時における誘電応答とスピン配列の相互作用について期待できる。
また、スピンパイエルス転移に似たスピン二量化に伴う構造転移が観測される三次元骨格体を見出した。この化合物は、確かに、スピンの反強磁性カップリング時に誘電異常が観測される。今後、強磁場下での誘電応答の測定を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定していた候補化合物は、予想に反して誘電異常の応答が出なかった。これは、低温域でもホッピングによる電気伝導性が優勢であるか、もしくは、測定周波数よりも早い電子移動の為に、ドメイン内で双極子モーメントが止まらない為である。これらの結果は、ネガティブデータであったが、新しい候補化合物が2つ見出されたことにより、極めて面白い展開になりつつある。さらに、これらの化合物は、今までに全くない新しい系であるため、新たな物質系の提案に繋がる可能性がある。

今後の研究の推進方策

上記の化合物のように、D2A化合物でも、電子移動の低下と共に構造の対称性が破れるものがある可能性があり、それらについて調査する。
II. H28年度以降の計画(二次元層状化合物、三次元ネットワーク化合物への展開)
二次元層状化合物、及び三次元ネットワーク化合物を産むD2A型で且つ一電子移動D2Aは、D0/D+の混合原子価状態を含んでおり、且つ全てTC, TN > 50 Kの長距離秩序型の磁石である。多くの場合、結晶化の段階で2つのユニット内Dは非対称性であり電荷は局在しているが、いくつかの化合物では、少なくとも100 Kでの構造では非局在の様相を呈しており、上記の一次元系の提案と類似の系として捉えることができる。そのため、低温では構造のゆらぎが止まり、電荷の秩序化(双極子の秩序化)が起こると考えられる。このような状況は、少なくとも過渡的にも誘電応答を与えるか、もしくは対称性の破れから強誘電性を持つ可能性があり、そのため、強磁性と強誘電性のマルチフェロイックを発現する可能性がある。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 14件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Magnet Design via the Integration of Layer and Chain Magnetic Systems in a π-Stacking Pillared Layer Framework2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fukunaga, Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 ページ: 569-573

    • DOI

      10.1002/anie.201410057

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fully Electron-Transferred Donor/Acceptor Layered Frameworks with TCNQ2-2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kosaka, Takaumi Morita, Taiga Yokoyama, Jun Zhang, and Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 54 ページ: 1518-1527

    • DOI

      10.1021/ic502513p

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The effect of chlorine and fluorine substitutions on tuning the ionization potential of benzoate-bridged paddlewheel diruthenium(II, II) complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kosaka, Masahisa Itoh, and Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 44 ページ: 8156-8168

    • DOI

      10.1039/C5DT00505A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charge-disproportionate ordered state with δ = 0.75 in a chemically sensitive donor/acceptor Dδ+2A2δ- layered framework2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fukunaga, Takafumi Yoshino, Hajime Sagayama, Jun-ichi Yamaura, Taka-hisa Arima, Wataru Kosaka, and Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 7795-7798

    • DOI

      10.1039/C5CC01633A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystal-to-crystal transformation of a graphite-like layered compound: a self-locking structure with position-variable intercalated molecules2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nishio, Natsuko Motokawa, and Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 17 ページ: 7618-7622

    • DOI

      10.1039/c5ce01260k

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron-Transferred Donor/Acceptor Ferrimagnet with TC = 91 K in a Layered Assembly of Paddlewheel [Ru2] Units and TCNQ2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kosaka, Hiroki Fukunaga, and Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 54 ページ: 10001-10006

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b01776

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 分子パーツを組み上げて三次元磁性体を創る―新しい“ピラードレイヤー構造”というアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      福永大樹、宮坂 等
    • 雑誌名

      化学

      巻: 70 ページ: 27-32

  • [学会発表] Functional MOFs2016

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      第8回東北大学研究会「金属錯体の固体物性最前線 ― 金属錯体と固体物性物理と生物物性の連携新領域を目指して ―」
    • 発表場所
      東北大学理学部化学第4講義室
    • 年月日
      2016-02-19 – 2016-02-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional Layered MOFs: Nano-Design for Bulk Magnets2016

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      2016 Kumamoto Symposium on Two-Dimensional Nanomaterials (2016KST)
    • 発表場所
      Kumamoto University
    • 年月日
      2016-02-04 – 2016-02-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多孔性導電性分子磁石における特異的ガス吸着と電子・磁気相関の同時制御2016

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      低炭素社会基盤材料融合研究センター第6回ワークショップ(低炭素社会実現のための基盤材料創製研究事業に係る研究プログラム 平成25年度採択助成研究成果報告会)
    • 発表場所
      東北大学国際教育研究棟セミナー室1・2
    • 年月日
      2016-01-22 – 2016-01-22
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン電池システムを用いた分子性材料の新機能開拓2016

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      先端エネルギー材料理工共創研究センター第1回ワークショップ(先端エネルギー研究に関する科学技術政策と材料基盤研究の最新動向)
    • 発表場所
      東北大学国際教育研究棟セミナー室1・2
    • 年月日
      2016-01-22 – 2016-01-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular Assembly for the Design of Molecular Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional MOFs: toward the Synergistic Control of Electrons, Spins, Structures, and Chemical Interactions2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      8th French Research Organizations: Tohoku University Joint Workshop on Frontier Materials (FRONTIER 2015)
    • 発表場所
      SAKURA Hall, Tohoku University
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional MOFs toward the Synergistic Control of Electrons, Spins, Structures, and Chemical Interactions2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      10th China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds(第10回日中クラスター会議)
    • 発表場所
      福州、中国
    • 年月日
      2015-10-23 – 2015-10-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic Sponges for Solvents and Gases2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      日独二国間会議
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 箱崎の焼酎で繋がる人脈と学問―“磁石de分子”2015

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      九州錯塩化学懇談会(九州錯懇)
    • 発表場所
      九州大学箱崎キャンパス
    • 年月日
      2015-07-25 – 2015-07-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子格子で材料を考える2015

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      材料化学夏期講習会
    • 発表場所
      東北大学 片平キャンパスエスパル
    • 年月日
      2015-07-22 – 2015-07-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional MOFs toward the Synergistic Control of Electrons, Spins, Structures, and Chemical Interactions2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      5th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC5)
    • 発表場所
      The University of Hong Kong, Hong Kong China
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tuning of Gate-Opening Nanopores for Selective Gas Adsorption and the Control of Physical Properties2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      2015 International Conference on Nanospace Materials
    • 発表場所
      国立台湾大学
    • 年月日
      2015-06-23 – 2015-06-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] π―集積型ピラードレイヤー構造による格子・空間物性制御2015

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      π造形科学第2回シンポジウム
    • 発表場所
      大阪市中央公会堂
    • 年月日
      2015-06-08 – 2015-06-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 多次元格子内電子移動制御による機能創発2015

    • 著者名/発表者名
      宮坂 等
    • 学会等名
      中央大学理工学部応用化学講演会
    • 発表場所
      中央大学 後楽園キャンパス
    • 年月日
      2015-06-01 – 2015-06-01
    • 招待講演
  • [備考] 宮坂研究室HP

    • URL

      http://www.miyasaka-lab.imr.tohoku.ac.jp

  • [備考] 東北大学金属材料研究所研究成果

    • URL

      http://www.imr.tohoku.ac.jp/ja/info/results/2014.html#re1212

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公開日: 2017-01-06  

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