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2011 年度 実績報告書

電子変位型の超高速応答強誘電体の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22655038
研究機関東北大学

研究代表者

芥川 智行  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60271631)

キーワード強誘電体 / 電子変位 / 秩序-無秩序転移 / ポリ酸 / クラスター / 高周波数 / 電子スピン共鳴
研究概要

本研究は、混合原子価ポリオキソメタレート(POM)クラスターに注目し、クラスター内部にのみ存在する自由電子の秩序-無秩序転移を利用し、電子移動型の超高速応答性の誘電体を開発する事を目的とする。ケギン型の[PMo_<12>O_<40>]^<4->から巨大{Mo_<154>}リング構造まで、多様なサイズのクラスターが形成する非局在電子の規則ナノ構造(結晶)を、電子のOrder-Disorder転移とカップリングした高速な双極子反転の場として利用する可能性を探索する。
クラスター内部で電子の局在-非局在相転移が存在する一電子還元型の[PMo_<12>O_<40>]^<4->結晶として、(p-phenylenediammonium^<2+>)_2(crown ethers)_4[PMo_<12>O_<40>]^<4->および(o-aminoanilinium^+)(crown ethers)[PMo_<12>O_<40>]結晶を作製した。これらの結晶構造に関する系統的な評価を試み、さらに磁化率の温度依存性の評価を試みた。磁化率では、両錯体共にクラスター内に独立したスピンが存在することが判明し、電子スピン共鳴の温度依存性から、クラスター内に存在するS=1/2スピンの局在-非局在転移の存在が確認された。さらに、S=1/2スピンに由来するシグナルの線幅の温度依存性から、両錯体ともに~60Kでスピンの局在-非局在転移が生じることが判明した。本年度は、10kHz~1GHz領域の誘電率測定のためのRFインピーダンスアナライザーを用いた評価システムを構築した。室温における測定では、有効な測定結果を得るには至らなかった。電子スピン共鳴の結果を考えると100K以下の低温領域での測定が必要であり、引き続き低温用のクライオスタットへの測定システムの導入を検討している。また、二重波法による分極-電場ヒステリシス応答を評価するシステム、ソフトウエアーを含めてほぼ完成した。現在、対応可能な測定周波数が約10kHzが上限となっており、これは交流電圧の増幅を行うバイポーラ電源の性能に依存する。そこで、高周波測定が可能な強誘電体テスターを用いた測定システムを構築している。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (19件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular Motions and Hydrogen-Bonding Networks in (o-Aminoanilinium)-(Crown Ethers)-[PMo_<12>O_<40>]^42012

    • 著者名/発表者名
      Daigoro Endo, Tomoyuki Akutagawa, Kazuya Kubo, Shin-ichiro Noro, Leroy Cronin, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 85 ページ: 305-315

    • DOI

      10.1246/bcsj.20110371

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen-Bonded Maleate Counter Anions in Tetrathiafulvalene Crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Subbalakshmi Jayanty, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Crystal Engineering Communication

      巻: (未定)(印刷中)

    • DOI

      C2CE25050K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexible cis-Cyclohexane-1,4-diammonium in Magnetic [Ni(dmit)_2] Crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Qiong Ye, Ping-Ping Shi, Zi-Qi Chen, Tomoyuki Akutagawa, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: (未定)(印刷中)

    • DOI

      10.1002/ejic.201200099

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular cations of the m-fluoroanilinium(dibenzo[18]crown-6) in ferromagnetic salt2011

    • 著者名/発表者名
      Toru Endo, Tomoyuki Akutagawa, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Dalton Transaction

      巻: 40 ページ: 1491-1496

    • DOI

      10.1039/C0DT01140A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diverse structures and adsorption properties of quasi-Werner-type copper (II) complexes2011

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Noro, Tomonori Ohba, Katsuo Fukuhara, Yukiko Takahashi, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 40 ページ: 2268-2274

    • DOI

      10.1039/C0DT01129K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen-bonded Assemblies of Two-Electron Reduced Mixed-Valence [XMo_<12>O_<40>] (X=P and Si) with p-Phenylenediamines2011

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Akutagawa, Fumito Kudo, Ryo Tsunashima, Shin-ichiro Noro; Leroy Cronin, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 50 ページ: 6711-6718

    • DOI

      10.1021/ic200683e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Phase Transition due to Fiexible Supramolecule of (4-Cyanomethylanilinium)([18]crown-6) in [Ni(dmit)_2]^- Crystal2011

    • 著者名/発表者名
      Qiong Ye, Tomoyuki Akutagawa, Heng-Yun Ye, Tian Hang, Jia-Zhen Ge, Ren-Gen Xiong, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Crystal Engineering Communication

      巻: 13 ページ: 6185-6192

    • DOI

      10.1021/ic200683e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymornhs and-Structural Phase Transition of [Ni(dmit_2)]^-Crystals Induced by Flexible (trans-Cyclohexane-1,4-diammonium)(Benzo[18]crown-6)_2 Supramolecule2011

    • 著者名/発表者名
      Qiong Ye, Tomoyuki Akutagawa, Nonhisa Hoshino, Takemitsu Kikuchi, Shin-ichiro Noro, Ren Gen Xiong, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 11 ページ: 4175-4182

    • DOI

      10.1021/cg2007556

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Huge Dielectric Response and Molecular Motions in Paddle-wheel [Cu(II)_2(Adamantylcarboxylate)_4(DMF)_2]・(DMF)_22011

    • 著者名/発表者名
      Qiong Ye, Kiyonori Takahashi, Norihisa Hoshino, Takemitsu Kikuchi, Tomoyuki Akutagawa, Shin-ichiro Noro, Sadamu Takeda, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Chemistry An European Journal

      巻: 17 ページ: 14442-14449

    • DOI

      10.1021/cg2007556

    • 査読あり
  • [学会発表] ルマジンのプロトン状態制御による光・電子機能化2012

    • 著者名/発表者名
      坂井賢一、長原健太、星野哲久、芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] アダマンタン骨格をもつ極性有機分子の結晶構造と誘電物性2012

    • 著者名/発表者名
      星野哲久・武田貴志・芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] (アニリニウム)-(L-酒石酸アニオン)から成る水素結合性分子集合体が形成する分子性結晶とオルガノゲル2012

    • 著者名/発表者名
      吉井祐弥・星野哲久・芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] 有機-無機ハイブリッド型二次元シート状化合物(C_nH_<2n+1>NH_3)_2CuCl_4の構造相転移2012

    • 著者名/発表者名
      田村駿作・星野哲久・芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] 極性配位子をもつPaddle-Wheel型銅二核錯体一次元鎖ポリマーの合成と結晶構造2012

    • 著者名/発表者名
      高橋仁徳・星野哲久・芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] 分子メカニカルデバイスの創製2012

    • 著者名/発表者名
      芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(招待講演)
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] 分子性結晶中の回転運動・熱揺らぎの設計と誘電応答2011

    • 著者名/発表者名
      芥川智行
    • 学会等名
      理化学研究所シンポジウム「分子アンサンブル2011」
    • 発表場所
      理化学研究所、和光市(招待講演)
    • 年月日
      20111110-20111112
  • [学会発表] Diverse Structural Flexibilities and Dielectric Responses of Supramolecules in [Ni(dmit)_2] Salts2011

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Akutagawa
    • 学会等名
      3rd Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC3)
    • 発表場所
      New Delhi, India
    • 年月日
      20111017-20111020
  • [学会発表] Mn_<12> Single Molecule Magnets with Polar Rotational Ligands2011

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa
    • 学会等名
      3rd Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC3)
    • 発表場所
      New Delhi, India
    • 年月日
      20111017-20111020
  • [学会発表] Dielectric Responses of Binuclear Cu(II)-Cu(II) Complexes Bearing Rotational Adamantyl Ligands2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyonori Takahashi, Norihisa Hoshino, Takemitsu Kikuchi, Qiong Ye, Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa
    • 学会等名
      3rd Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC3)
    • 発表場所
      New Delhi, India
    • 年月日
      20111017-20111020
  • [学会発表] リン酸および酒石酸アニオンから成る分子性結晶の結晶構造と誘電物性2011

    • 著者名/発表者名
      吉井祐弥, 星野哲久, 芥川智行
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      20110920-20110923
  • [学会発表] 4-aminopyridinium/[18]crown-6誘導体超分子カチオン/[Ni(dmit)_2]塩の構造と物性2011

    • 著者名/発表者名
      劉尊奇, 李玲, 久保和也, 野呂真一郎, 芥川智行, 中村貴義
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      20110920-20110923
  • [学会発表] プロトン互変異性可能な配位子をもつ亜鉛錯体の軸配位子による光機能制御2011

    • 著者名/発表者名
      坂井賢一, 大森幹也, 長嶋雲兵, 芥川智行
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      20110920-20110923
  • [学会発表] マンガン12核単分子磁石への極性回転部位をもつ配位子の導入2011

    • 著者名/発表者名
      星野哲久、芥川智行
    • 学会等名
      第61回錯体化学討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学
    • 年月日
      20110917-19
  • [学会発表] Gigantic dielectric response coupled with molecular motions in [Cu(admantylcarboxylate)_4(DMF)_2]・(DMF)_22011

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Akutagawa, Kiyonori Takahashi, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      1th European Conference on Molecular Electronics (ECME)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      20110907-20110910
  • [学会発表] Crystal structures and dielectric properties of hydrogen-bonding ionic molecular crystals using phosphate and tartarate anions2011

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yoshii, Tomoyuki Akutagawa
    • 学会等名
      1th European Conference on Molecular Electronics (ECME)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      20110907-20110910
  • [学会発表] Ferroelectrics Based on Supramolecular Rotator Structures in Single Crystals2011

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa, Toru Endo, Kazuya Kubo, Shin-ichiro Noro
    • 学会等名
      1th European Conference on Molecular Electronics (ECME)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain(招待講演)
    • 年月日
      20110907-20110910
  • [学会発表] 分子性結晶におけるプロトン運動と誘電物性2011

    • 著者名/発表者名
      芥川智行
    • 学会等名
      第9回水素量子アトミクス研究会
    • 発表場所
      東北大学(招待講演)
    • 年月日
      20110822-20110823
  • [学会発表] 固体中の分子運動を利用したデバイスへのアプローチ2011

    • 著者名/発表者名
      芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会東北支部 第28回無機分析コロキュウム
    • 発表場所
      東北大学川渡セミナーハウス(招待講演)
    • 年月日
      20110610-20110611
  • [図書] 超分子が拓く可能性-分子性マルチフェロイクス材料2011

    • 著者名/発表者名
      久保和也、芥川智行、中村貴義
    • 総ページ数
      72
    • 出版者
      月刊化学

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公開日: 2013-06-26  

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