2023 年度研究成果報告書

カチオン部位を有する配位子を用いた希土類単分子磁石の創出と磁気異方性の精密解析

研究課題

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研究課題/領域番号	20K05540
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関	奈良女子大学
研究代表者	梶原孝志奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (80272003)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード	ランタノイド錯体 / 磁気特性 / 遅い磁化緩和
研究成果の概要	アルカリ金属イオンなどカチオンへの配位可能なサイトを含む配位子を用いて３回対称性のランタノイド錯体を合成し、その遅い磁化緩和について実験と理論計算の両面より詳細な機構解明を行った。Gd(III)錯体のように磁気異方性を示さないランタノイド錯体においても40Kという高い温度まで遅い磁化緩和を観測することに成功し、その緩和機構としてラマン過程の重要性を見出した。遅い磁化緩和において結晶中における低エネルギー振動の重要性を明らかにするとともに、アルカリ金属イオンの交換に伴って形成される2次元、3次元ネットワーク構造の違い、あるいは結晶の硬さによって磁化の緩和速度が大きく変化することを見出した。
自由記述の分野	錯体化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	分子レベルで遅い磁化緩和を示すランタノイド錯体は単分子磁石という名称で知られており、その磁気特性の向上は分子内における磁気異方性の良否という面で議論をされてきた。一方で、分子が集積することによって形成される結晶において、結晶を伝わる熱振動がタンう分子磁石の磁気特性に大きく影響することが知られており、特に結晶内に観測される低エネルギーの熱振動（格子振動）のなす役割について近年盛んに議論されている。本研究では結晶工学的な手法に基づいて遅い磁化緩和の特性向上を議論しており、今後の単分子磁石の分子デバイスへの応用に向けて、磁気特性の向上への指針を示すことに成功している。