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本研究では、光応答性分子を利用した光制御できる磁性体の創製を行った。初めに、磁性体への光応答性分子の相互作用に注目し、実験と計算などの理論的アプローチの両方から、その基礎物理化学について明らかにし、詳細に理解することを目的とした。その一方で、その知見をふまえて、材料創製にフィードバックすることにより、最も高性能を示す光スイッチング磁性材料を創製することを目標とした。
初めに、チオール基を有するフォトクロミック配位子によって被覆した金ナノ粒子と金薄膜を作製し、その光磁気効果を測定した。その結果、作製した材料は室温強磁性を示し、可逆な磁性の光制御に成功した。この材料について、放射光を利用した物性測定ならびに界面エネルギーの詳細な考察を行い、その磁性が界面電子移動によるホールの生成に起因することを明らかにした。
さらに、「外部磁場アシストによる交互積層法」という新戦略により、巨大垂直磁気異方性及び光応答性を有するFePtナノ粒子集積膜の創製を実現し、現時点での最高性能の光スイッチング磁性材料の創製に成功した。外部磁場印加条件下における交互積層法により、水溶性FePtナノ粒子とフォトクロミック分子であるアゾベンゼン高分子電解質の交互積層膜を作製したところ、out-of-plane方向の磁化曲線はin-plane方向と比較し格段に大きな角型履歴曲線を示し、極めて垂直磁気異方性の高い集積膜の生成が示された。
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