スピンクロスオーバー化合物の光による状態制御方法の研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20550133
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 西野 正理 独立行政法人物質・材料研究機構, 計算科学センター, 主任研究員 (80391217)
• 研究分担者: 宮下 精二 東京大学, 理学系研究科, 教授 (10143372)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 相転移 / 光誘起相転移 / 圧力誘起相転移 / スピンクロスオーバー / エントロピージャンプ / 弾性相互作用 / 非平衡ダイナミクス / 磁性

研究概要

スピンクロスオーバー(SC)現象は、光、温度、圧力などの外場(環境)により、系が磁性(高スピン)状態と非磁性(低スピン)状態の間で遷移する現象である。このスイッチ現象において、格子歪が由来の弾性相互用が協力的相互作用となり、相変化が起きる。従って、現象の理解には、この相互作用の性質の解明は重要である。本研究において、この弾性相互作用のモデル化による理論解析を行った。SC系の相転移の機構において、弾性相互作用による実効的な長距離相互作用の為に、結晶の形状が核生成や秩序形成に大きな影響を与える事を明らかにした。これは、これまでよく知られている短距離相互作用系の相転移ダイナミクスでは現れない新しい特徴である。

研究成果

• [雑誌論文] Intrinsic effects of the boundary condition on switching processes in effective long-range interactions originating from local structural change (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nishino, C.Enachescu, S.Miyashita, K.Boukheddaden, F.Varret
  • 雑誌名: Phys.Rev.B, Rapid Comm. 82 ページ: 020409-(1-4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cluster evolution in spin crossover systems observed in the frame of a mechano-elastic model (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Enachescu, M.Nishino, S.Miyashita, A.Hauser, A.Stancu, L.Stoleriu
  • 雑誌名: Europhys.Lett. 91 ページ: 27003-(1-6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics study of thermal expansion and compression in spin-crossover solids using a microscopic model of elastic interactions (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Nishino, K.Boukheddaden, S.Miyashita
  • 雑誌名: Phys.Rev.B. 79 ページ: 012409-(1-4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical property of nucleation in spin crossover depending on the system boundary (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Nishino, K.Boukheddaden, S.Miyashita, F.Varret
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 148 ページ: 012034(1-3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] New type of ordering process with volume change of molecules in the spin-crossover transition, and its new aspects of dynamical processes (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita, M.Nishino, Y.Konishi, H.Tokoro, K.Boukheddaden, F.Varret, P.A.Rikvold
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 148 ページ: 012027(1-5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Threshold phenomena under photoexcitation of spin-crossover materials with cooperativity due to elastic interactions (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita, P.A.Rikvold, T.Mori, Y.Konishi, M.Nishino, H.Tokoro
  • 雑誌名: Phys.Rev.B. 80 ページ: 064414-(1-6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics and Transfer Integral Investigations of an Elastic Anharmonic Model for Phonon-Induced Spin Crossover (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Boukheddaden, M.Nishino, S.Miyashita
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 100 ページ: 177206-(1-4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo simulation of pressure-induced phase transitions in spin-crossover materials (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Konishi, H.Tokoro, M.Nishino, S.Miyashita
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 100 ページ: 067206-(1-4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Realization of the mean-field universality class in spin-crossover materials (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita, Y.Konishi, M.Nishino, H.Tokoro, P.A.Rikvold
  • 雑誌名: Phys.Rev.B. 77 ページ: 014105-(1-12)
  • 査読あり
• [学会発表] 格子歪みがもたらす弾性相互作用系の表面形状に依存した相転移ダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Nishino
  • 学会等名: KEK研究会「固体光誘起状態の非平衡ダイナミックス理論とその今後の展望
  • 発表場所: KEK(招待講演)
  • 年月日: 2011-02-16
• [学会発表] スピンクロスオーバー系の構造変化におけるダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 西野正理, C.Enachescu, Kamel Boukheddaden, 宮下精二,Francois Varret
  • 学会等名: 日本物理学会2010秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 遷移金属錯体系の弾性相互作用の性質と光誘起現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nishino
  • 学会等名: 平成22年度東大物性研短期研究会外部場の時間操作と実時間物理現象
  • 発表場所: 東大物性研(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-22
• [学会発表] ユニット分子の体積変化が引き起こす長距離相互作用の性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nishino
  • 学会等名: 東大物性研究所客員所員講演会
  • 発表場所: 東大物性研
  • 年月日: 2010-04-15
• [学会発表] スピンクロスオーバー系における長距離相互作用の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西野正理,Kamel Boukheddaden,宮下精二,Francois Varret
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Nontrivial effects of the boundary condition for ordering in spin-crossover phenomena (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nishino
  • 学会等名: International Workshop Phase transition and Dynamical properties of Spin Transition Materials (PDSTM2010)
  • 発表場所: Universal Hall, University of Tsukuba(招待講演)
  • 年月日: 2010-02-06
• [学会発表] Cooperative dynamics and threshold phenomena with long-range interactions (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita
  • 学会等名: (PDSTM2010)
  • 発表場所: Universal Hall, University of Tsukuba(招待講演)
  • 年月日: 2010-02-06
• [学会発表] Dynamical properties of nucleation in spin-crossover solids---Elastic interactions and intrinsic effects of the system boundary --- (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Nishino
  • 学会等名: 5th International Symposium on Molecular Materials : Electronics
  • 発表場所: Photonics and Spintronics University of Rennes(招待講演)
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] 光誘起相転移現象を示すスピンクロスオーバー系のヒステリシス現象の特徴 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西野正理,Kamel Boukheddaden,宮下精二,Francois Varret
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 光誘起相転移現象を示すスピンクロスオーバー系の境界条件によるドメイン形成ダイナミクスの相違 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西野正理,Kamel Boukheddaden,宮下精二,Francois Varret
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 分子集合体の協力現象---スピンクロスオーバーを例に--- (2009)
  • 著者名/発表者名: 西野正理
  • 学会等名: Cooperative phenomena of molecular solids---the case of spin crossover---
  • 発表場所: 分子科学研究所コロキウム,分子科学研究所
  • 年月日: 2009-02-18
• [学会発表] プルシアンブルーやスピンクロスオーバー化合物で発現する新奇物性の理論・計算による研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西野正理
  • 学会等名: 学際物質科学研究会ナノ分子磁性体の化学・物理・応用
  • 発表場所: 筑波大(招待講演)
  • 年月日: 2008-11-28
• [学会発表] New type of ordering process with volume change of molecule in the spin-crossover transition, andnew aspects of dynamical processes (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita
  • 学会等名: 3rd International Conference on Photo-Induced Phase Transitions and Cooperative Phenomena (PIPT2008)
  • 発表場所: Osaka City University(招待講演)
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Dynamical properties of photoinduced phenomena in spin-crossover systems from the view point of elastic interactions (2008)
  • 著者名/発表者名: 西野正理,Kamel Boukheddaden, 小西優祐,宮下精二,Francois Varret
  • 学会等名: 3rd International Conference on Photo-Induced Phase Transitions and Cooperative Phenomena (PIPT2008)
  • 発表場所: Osaka City University
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Phase transitions caused by long-range interactions in spin-crossover systems (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Nishino
  • 学会等名: International Workshop on Novel Aspects of Phase Transitions
  • 発表場所: Tokyo Univ. Global COE Koshiba Hall(招待講演)
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] Realization of the mean-field universality class in spin-crossover materials (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashita
  • 学会等名: International Workshop on Novel Aspects of Phase Transitions
  • 発表場所: Tokyo Univ. Global COE Koshiba Hall(招待講演)
  • 年月日: 2008-10-28
• [学会発表] Static and dynamical features of thermal expansion and compression of spin-crossover systems (2008)
  • 著者名/発表者名: 西野正理,Kamel Boukheddaden,小西優祐,宮下精二,Francois Varret
  • 学会等名: International conference on molecular-based magnets (ICMM) 2008
  • 発表場所: Florence
  • 年月日: 2008-09-21
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/NISHINO_Masamichi-j.html