| 研究課題/領域番号 |
19H05631
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山下 正廣 東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (60167707)
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| 研究分担者 |
高石 慎也 東北大学, 理学研究科, 准教授 (10396418)
井口 弘章 東北大学, 理学研究科, 助教 (30709100)
加藤 恵一 東北大学, 理学研究科, 助教 (80374742)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| キーワード | ナノワイヤー錯体 / 強相関電子系 / 配位高分子 / 化学ドーピング / ヘテロ接合 |
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| 研究実績の概要 |
強相関電子系ナノワイヤー金属錯体の未踏電子状態に潜む新しい物性の創出を目指し、本研究では、以下の３つのテーマを取り組んできた。
【テーマ1】Pt(III)AV相の実現による革新的電子物性の創出
【テーマ2】ナノヘテロ界面制御を利用した新電子相の開拓と物性探索
【テーマ3】MX錯体への多孔性の導入による化学ドーピングの実現
本年度は、Pt錯体の合成と物性の測定を行った。テーマ１では、長鎖アルキルをカウンターアニオンに持つヨウ素架橋Pt錯体の圧力下でのラマン分光測定を行った。測定の結果、高圧になるにつれPt-I振動由来のラマンシフトが高波数シフトすることが明らかになった。この現象は、既存の平均原子価相及び混合原子価でのラマンシフトの挙動と異なるため、今後さらなる検討が必要である。最近、非加圧の低温において、結晶内に電子状態の相分離と思われる現象が見つかったため、部分的には平均原子価状態が得られている可能性がある。テーマ２では、臭素架橋Ni錯体及びPd錯体を用いたNi-Pdのヘテロ接合に成功し、物性の測定を開始した。今後はさらなる物性の検討のため様々な配位子系への拡張が必要となってくる。テーマ３では、一次元空孔を有する塩素架橋Pt錯体の合成を行い、空孔内に存在する水分子の吸脱着挙動及びその物性への影響を調べた。水蒸気の吸脱着の過程において結晶性が維持され、脱水状態の結晶構造解析に成功した。また、吸脱着前後でカウンターアニオンのMn錯体由来の遅い磁化緩和が変化することが確認された。
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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
テーマ１では、圧力下ラマン測定でのヨウ素架橋Pt錯体の挙動が予測とは真逆の結果となったもののこれが未踏電子状態でのあらたな物性である可能性もあり慎重に検討していく必要がある。
テーマ２では、臭素架橋Ni錯体及びPd錯体を用いたNi-Pdのヘテロ接合に成功し、物性測定を開始しはじめており、順調である。
テーマ３では、多孔性を有したPt錯体の合成に成功し、水分子の吸脱着に伴う物性の変化も確認できた。今後は酸化還元活性な分子の吸脱着によるMX錯体本体へのドーピングを進めていく必要がある。
以上のことから、研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
テーマ１については、Ptイオンとの共有結合性が高く、AV相がより安定になりうるヨウ素架橋Pt錯体に多重水素結合を用いる独自のAV相安定化手法を適用するとともに、長鎖アルキル基を含むカウンターアニオンを導入し、さらにAV相の安定化を進める。得られた結晶の温度可変ラマン散乱スペクトルを測定する等により、Pt(III)AV相への相転移の有無を確認する。
テーマ２については、ナノヘテロ界面制御を利用した新電子相の開拓と物性探索金属イオンの異なるMX錯体のヘテロ接合作製法を様々な配位子系へ拡張する。本年度も引き続き、1）M = Pd において、dabdOH配位子を有するAV相の錯体と、chxn配位子等を有するMV相の錯体を用いたヘテロ接合、2）金属イオンの異なるAV相同士のヘテロ接合、を作製し、STMにを用いて観察することでで電子状態の直接比較を行う。また、デバイスを作製して基礎物性の確認を行う。
テーマ３については、MX錯体への多孔性の導入による化学ドーピングの実現多孔性MX錯体を合成する際に必要な配位能をもつ面内配位子として、アミノメチルピリジン系に着目する。5-ブロモ-2-シアノピリジンから鈴木カップリング等を用いて数ステップで5-ピリジル-2-アミノメチルピリジンを合成し、Pd及びPt錯体の合成を行う。
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