| 研究課題/領域番号 |
16K05421
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| 研究機関 | 公益財団法人豊田理化学研究所 |
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研究代表者 |
小島 憲道 公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー事業部門, フェロー (60149656)
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| 研究分担者 |
岡澤 厚 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (30568275)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | スピンクロスオーバー / 電荷移動相転移 / 混合原子価 / メスバウアー分光 / 強磁性 / 光異性化 / 光誘起相転移 / 動的スピン平衡 |
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| 研究実績の概要 |
配位子場がスピンクロスオーバー領域にある鉄混合原子価錯体A[Fe(II)Fe(III)X3](A = cation; X = dto(C2O2S2), mto(C2O3S))において、X = dtoではスピンと電荷が連動して起こる電荷移動相転移が期待され、X = mtoではFe(III)O3S3サイトで動的スピン平衡が期待される。
平成28年度は、対イオンの光異性化反応を媒介として[Fe(II)Fe(III)(dto)3]の強磁性および電荷移動相転移を制御することを目指し、(SP-R)[Fe(II)Fe(III)(dto)3] (SP = spiropyran; R = CH3, C2H5, C3H7)の開発を行った。この系では、[Fe(II)Fe(III)(dto)3]の層間に挿入したSP-Rが可逆的に光異性化を示すこと、R = CH3では、SP-Rの光異性化を媒介として[Fe(II)Fe(III)(dto)3]層で電荷移動相転移が誘起されることを明らかにした。強磁性転移に関しては、R = CH3では高温相と低温相の共存に起因する２段階強磁性転移を示すこと、R = C2H5では２種類の高温相に起因する２段階強磁性転移を示すこと、R = C3H7では高温相に起因する１段階の強磁性転移を示すことが分かった。
A[M(II)Fe(III)(mto)3]の系では、Fe(III)サイトにおけるスピン状態の対イオン依存性を調べた。(Ph4P)[Zn(II)Fe(III)(mto)3]では、Fe(III)のスピン状態が57Feメスバウアー分光の時間スケール(100 ns)より速い速度で高スピン状態と低スピン状態が交換しているのに対し、((CnH2n+1)Ph3P)[Zn(II)Fe(III)(mto)3](n = 3-5)では静的スピン平衡状態であることが判明した。
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| 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
平成28年度は、Fe(III)スピン状態がスピンクロスオーバー領域にある二つの系、強磁性鉄混合原子価錯体(SP)[Fe(II)Fe(III)(dto)3](SP = spiropyran; dto = C2O2S2)および動的スピン平衡を示すスピンクロスオーバー錯体A[M(II)Fe(III)(mto)3](A = cation; mto = C2O3S)の系統的な物質開発とその物性研究を行った。初年度の研究実績は想定の範囲であり、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度以降は、主としてFe(III)のスピン状態が動的スピン平衡を示すA[M(II)Fe(III)(mto)3](A = cation; M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu; mto = C2O3S, mso = C2O3Se)の系統的研究を行う。Fe(III)サイトの動的スピン平衡現象をより顕著に発現させるため、金属原子に対して共有結合性の強いSeを用いた非対称配位子(mso =C2O3Se)を平衡して開発する。
これらの物質を対象に、57Feメスバウアー分光法、SQUID磁束計による静磁化率、交流磁化率および磁化の測定を行い、Fe（III）サイトの動的スピン平衡現象と連鎖する磁気相互作用のフラストレーションが磁気相転移に与える影響、磁気相転移と同時に動的スピン平衡が凍結されるか否か解明する。
M(II) = Feにおいては、Fe(III)サイトと隣接するFe(II)サイトとの間で電荷移動を起こすことが予想されるため、動的スピン平衡と連鎖するFe(II)-Fe(III)間原子価揺動の温度依存性を詳細に調べる。
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