電子変位型の超高速応答強誘電体の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22655038
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能物質化学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 強誘電体 / クラスター / 分子性結晶 / 電子変位 / 秩序-無秩序転移 / ポリ酸 / 電子スピン共鳴

研究概要

10^6Hz以上の周波数でスイッチングが可能な強誘電体は、メモリー素子への応用などの観点から、デバイス化に向けた活発な研究が試みられている。それらの研究の多くは、無機材料を用いた研究である。本研究では、先行研究とは全く異なる新規な物質群として、有機-無機ハイブリッド型の混合原子価ポリオキソメタレートクラスターに注目した。クラスター内部に存在する電子の秩序-無秩序転移を利用した電子移動型の超高速応答性の強誘電体に関する基礎研究を試みた。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Motions and Hydrogen-Bonding Networks in (o-Aminoanilinium)-(Crown Ethers)-[PMo_<12> O_<40>]^<4-> (2012)
  • 著者名/発表者名: Daigoro Endo, Tomoyuki Akutagawa, Kazuya Kubo, Shin-ichiro Noro, Leroy Cronin, and Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Bull Chem. Soc. Jpn 巻: 85 ページ: 305-315
  • 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)_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Qiong Ye, Kiyonori Takahashi, Norihisa Hoshino, Takemitsu Kikuchi, Tomoyuki Akutagawa, Shin-ichiro Noro, Sadamu Takeda, and Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Chemistry An European Journal 巻: 17 ページ: 14442-14449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymorphs and Structural Phase Transition of [Ni(dmit)_2]^-Crystals Induced by Flexible (trans-Cyclohexane-1, 4-diammonium)(Benzo[18] crown-6)_2 Supramolecule (2011)
  • 著者名/発表者名: Qiong Ye, Tomoyuki Akutagawa, Norihisa Hoshino, Takemitsu Kikuchi, Shin-ichiro Noro, Ren Gen Xiong, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 11 ページ: 4175-4182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Phase Transition due to Flexible Supramolecule of (4-Cyanomethylanilinium)([18] crown-6)in [Ni(dmit)_2]^-Crystal (2011)
  • 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, and Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: CrystEngCommun 巻: 13 ページ: 6185-6192
  • 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-Phenylenediamines (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa, Fumito Kudo, Ryo Tsunashima, Shin-ichiro Noro ; Leroy Cronin, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 50 ページ: 6711-6718
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raul Quesada Cabrera, Paul F. McMillan, Paul Kogerler, and Leroy Cronin, Exploring Q1the thermochromism of sulfite-embedded polyoxometalate capsules (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Tsunashima, De-Liang Long, Toru Endo, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys ページ: 7297-7297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular cations of the m-fluoroanilinium(dibenzo[18] crown-6)in ferromagnetic salt (2011)
  • 著者名/発表者名: Toru Endo, Tomoyuki Akutagawa, Shin-ichiro Noro, and Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 40 ページ: 1491-1496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse structures and adsorption properties of quasi-Werner-type copper(II)complexes (2011)
  • 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
• [雑誌論文] An Imidazolate-and Azide-Bridged Copper(II)Coordination Polymer Consisting of Alternating Di-and Mononuclear Units (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Sakai, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem ページ: 116-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron transport in a gold nanoparticle assembly structure stabilized by a physisorbed porphyrin derivative (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Noda, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, and Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 82 ページ: 205420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ren-Gen Xiong, Polymorphism and Magnetism of cis-Cyclohexane-1, 4-diammonium)(Dicyclohexano [18] crown-6)_2[Ni(dmit)_2]_2 Salts (2010)
  • 著者名/発表者名: Qiong Ye, Tomoyuki Akutagawa, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura, Ren-Gen Xiong
  • 雑誌名: Cryst. Growth & Des 巻: 10 ページ: 4856-4860
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Polar 7, 7-Bis(N, N-dimethylpiperazinium)-8, 8-dicyanoquinodimethane in [Ni(dmit)_2]^-Salt ; Crystal Structure and Magnetic Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: Subbalakshmi Jayanty, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 12 ページ: 4087-4090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zn_3(4-OOCC_6H_4PO_3)_2 : A polar metal phosphonate with pillared layered structure showing SHG-activity and large dielectric anisotropy (2010)
  • 著者名/発表者名: Jin-Tang Li, Deng-Ke Cao, Tomoyuki Akutagawa, and Li-Min Zheng
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 39 ページ: 8606-8608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ren-Gen Xiong, Asymmetrical [Ni(dmit)_2]-Arrangements Induced by (1R, 2R)-Cyclohexanediammonium-Crown Ether Supramolecules (2010)
  • 著者名/発表者名: Qiong Ye, Tomoyuki Akutagawa, Toru Endo, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura, Ren-Gen Xiong
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 49 ページ: 8591-8600
  • 査読あり
• [雑誌論文] [18] crown-6 Rotator in Spin-Ladder Compound of m-Aminoanilinium([18] crown-6)[Ni(dmit)_2]- (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa, Daisuke Sato, Ye Qiong, Toru Endo, Shin-ichiro Noro, Sadamu Takeda, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 39 ページ: 8219-8227
• [雑誌論文] Orthogonality of Jahn-Teller axes in a dinuclear Cu(II)complex bridged by one F-anion (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 46 ページ: 4619-4620
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective separation of larger molecules from Lewis base mixture by flexible one-dimensional Cu(II)coordination polymer with shape-recognizing space (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 46 ページ: 3134-3136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Umpei Nagashim, Excited state intramolecular proton transfer (ESIPT)in six-coordinated zinc(II)-quinoxaline complexes with ligand hydrogen bonds : their fluorescent properties sensitive to axial positions (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Sakai, Sami Takahashi, Ataru Kobayashi, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura, Masaaki Dosen, Masako Kato
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 39 ページ: 1989-1995
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational Polymorph of o-Aminoanilinium(dibenzo[18] crown-6)Supramolecules in [Ni(dmit)2]-Salts (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa, Hiroyuki Koshinaka, Qiong Ye, Shin-ichiro Noro, Jun Kawamata, Hiroshi Yamaki, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Chemistry An Asian Journal 巻: 5 ページ: 520-529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic coupling of [Ni(dmit)2]-anions in (m-fluoroanilinium)(dicyclohexano[18] crown-6)[Ni(dmit)2] (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa, Daisuke Sato, Qiong Ye, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 39 ページ: 2191-2193
  • 査読あり
• [学会発表] Diverse Structural Flexibilities and Dielectric Responses of Supramolecules in [Ni(dmit)2] Salts (2011)
  • 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
  • 年月日: 20111017-20
• [学会発表] アダマンチル基を配位子としたPaddle-Wheel型銅二核錯体の巨大誘電応答 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋仁徳、星野哲久、菊地毅光、Qiong Ye、中村貴義、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] 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)2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa, Kiyonori Takahashi, Takayoshi Nakamura
  • 学会等名: 11th European Conference on Molecular Electronics (ECME)
  • 発表場所: Barcelona Spain
  • 年月日: 20110907-10
• [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: 東北大学金属材料研究所
  • 年月日: 20110822-23
• [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
  • 年月日: 20110610-11
• [学会発表] 超分子ローター型強誘電体の物性制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 新学術領域研究「分子自由度が拓く新物質科学」第5回領域会議
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 20110608-09
• [学会発表] 籠状金属酸化物クラスター内に閉じ込められた亜硫酸イオンの熱振動とサーモクロミズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 綱島亮・Long, De-Liang・Cronin, Leroy・石黒勝也・芥川智行・中村貴義
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 20110326-29
• [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
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] 銅二核錯体から成る分子結晶の巨大誘電応答 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋仁徳、星野哲久、菊地毅光、芥川智行
  • 学会等名: 東北大学多元物質科学研究所高分子・ハイブリッド材料研究センター2011 PHyMシンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] 混合原子価ポリオキサメタレートを用いた分子性材料の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 東北大学多元物質科学研究所高分子・ハイブリッド材料研究センター 2011 PHyMシンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] Ferroelectricity in magnetic [Ni(dmit)2] salts (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa and Takayoshi Nakamura
  • 学会等名: PacificChem2010
  • 発表場所: Honolulu Hawaii USA
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] 分子性結晶中の多彩な分子揺らぎと誘電応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 第4回G-COE研究会「金属錯体の固体物性科学最前線. 錯体化学と固体物性物理と生物物性の連携新領域創成をめざしてー」
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20101203-05
• [学会発表] Molecular Fluctuation and Dielectric Response in Flexible Supramolecular Complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Soft Materials
  • 発表場所: Kumamoto
  • 年月日: 20101124-26
• [学会発表] 分子性結晶内の動的自由度と誘電物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 名古屋大学グローバルCOEプログラム第4回物質科学フロンティアセミナー
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20101119-20
• [学会発表] Structural Flexibility and Dielectric Responses of Supramolecules in [Ni(dmit)2] Salts (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Akutagawa, Q. Ye, T. Nakamura
  • 学会等名: The 10th Japan-China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena (10JCJS)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20101017-20
• [学会発表] Ferroelectric Supramolecular Rotators in Magnetic [Ni(dmit)2] Salts (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM2010)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20100704-09
• [学会発表] 分子性結晶中の多彩な分子運動と誘電応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 新学術領域研究分子自由度が拓く新物質科学A05班合同会議
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-11-20
• [学会発表] 電子活性な分子集合体の設計から機能性材料の開拓 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 山口大学大学院理学研究科講演会
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2010-10-05
• [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
• [図書] 分子性結晶を用いた強誘電材料の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊地毅光、坪内直人、芥川智行
  • 総ページ数: 242-247
  • 出版者: Materials Integration
• [図書] 現代・界面コロイド科学の辞典 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行, 中村貴義
  • 総ページ数: 162-163
  • 出版者: 丸善