希土類－遷移金属複合錯体における単分子磁石挙動の系統的理解とその発展的改良

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23750056
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡澤 厚 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (30568275)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 分子磁性 / 分子性固体 / 単分子磁石 / 低温物性 / 交換相互作用 / 金属錯体 / 希土類 / 4f-3d系

研究概要

本研究では、究極的な分子サイズ磁気メモリの候補である「単分子磁石」について、新規な希土類―遷移金属複合錯体を開発し、磁気結合力の解明を行った。
三核錯体[DyMDy] (M = Pd, Cu, Ni)で、遷移金属イオンのスピン数が大きくなるにつれ単分子磁石性能が向上することを明らかにした。さらに、最も性能の良い[DyNiDy]錯体では、アキシャル配位子をメチルイミダゾールにした物質で単分子性能の向上が見られ、Dy周りの配位環境の違いによることを見出した。
その他、[LnCu]、[LnV]、[CuLnCu]、[Ln4Cu]、[Ln2Cu2]n型錯体に対する磁気結合力の化学的傾向も明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Exchange Coupling and Its Chemical Trend Studied by High-Frequency EPR on Heterometallic [Ln_2Ni] Complexes (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Okazawa, T. Shimada, N. Kojima, S. Yoshii, H. Nojiri
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 52 ページ: 13351-13355
  • DOI: 10.1021/ic402417h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oximato-bridged light-lanthanide Ln_4Cu complexes showing ferromagnetic Ln-Cu exchange coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Fujiwara, A. Okazawa, N. Kojima, G. Tanaka, S. Yoshii, H. Nojiri, T. Ishida
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 巻: 530 ページ: 49-54
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2012.01.062
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exchange coupling in TbCu and DyCu single-molecule magnets and related lanthanide and vanadium analogs (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, R. Watanabe, K. Fujiwara, A. Okazawa, N. Kojima, G. Tanaka, S. Yoshii, H. Nojiri
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 41 ページ: 13609-13619
  • DOI: 10.1039/c2dt31169k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule magnet behavior enhanced by magnetic coupling between 4f-3d spins (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Okazawa, H. Nojiri, T. Ishida, N. Kojima
  • 雑誌名: Polyhedron 巻: 30 ページ: 3140-3144
  • DOI: 10.1016/j.poly.2011.03.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exchange Couplings in one-dimentionally arrayed 4f?3d heterometallic [Ln_2Cu_2]_n compounds. A chemical trend of the coupling parameter (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Okazawa, K. Fujiwara, R. Watanabe, N. Kojima, S. Yoshii, H. Nojiri, T. Ishida
  • 雑誌名: Polyhedron 巻: 30 ページ: 3121-3126
  • DOI: 10.1016/j.poly.2011.03.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic Exchange Couplings Showing a Chemical Trend in Cu-Ln-Cu Complexes (Ln = Gd, Tb, Dy, Ho, Er) (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shimada, A. Okazawa, N. Kojima, S. Yoshii, H. Nojiri, T. Ishida
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 50 ページ: 10555-10557
  • DOI: 10.1021/ic201944s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical Trend of 4f?3d Exchange Couplings in Heteremetallic Complexes with Ln = Gd, Tb, Dy, Ho, Er and M = Cu, V (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Watanabe, K. Fujiwara, A. Okazawa, G. Tanaka, S. Yoshii, H. Nojiri, T. Ishida
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 47 ページ: 2110-2112
  • DOI: 10.1039/c0cc04669h
  • 査読あり
• [学会発表] 4f-3d ヘテロスピン系錯体における単分子磁石性能および交換相互作用の化学的傾向 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡澤 厚・吉居 俊輔・野尻 浩之・石田 尚行・小島 憲道
  • 学会等名: 第1回東北大学リーディング大学院研究会
  • 発表場所: 東北大学青葉山キャンパス (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2014-02-22
• [学会発表] [Dy2M]型4f-3d ヘテロスピン錯体における単分子磁石挙動の化学修飾 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡澤厚, 石田 尚行, 野尻 浩之, 小島 憲道
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学千原キャンパス (沖縄県西原町)
  • 年月日: 2013-11-04
• [学会発表] ランタノイド(III)-ニッケル(II)ヘテロスピン系における交換相互作用と分子構造の化学的傾向 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡澤 厚・野尻 浩之・石田 尚行・小島 憲道
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス (滋賀県草津市)
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Chemical Modification of 4f-3d Heterometallic [Ln2Ni]-type Single-Molecule Magnets (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Okazawa, T. Ishida, H. Nojiri, S. Yoshii, N. Kojima
  • 学会等名: The 13th International Conference on Molecule-based Magnets (ICMM2012)
  • 発表場所: Rosen Centre Hotel (Orlando, USA)
  • 年月日: 2012-10-08
• [学会発表] 4f-3d 系錯体におけるランタノイド-ニッケルイオン間に働く交換相互作用の決定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡澤 厚・石田 尚行・吉居 俊輔・野尻 浩之・小島 憲道
  • 学会等名: 錯体化学会第61回討論会
  • 発表場所: 岡山理科大学 (岡山県 岡山市)
  • 年月日: 2011-09-18
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/kojimalab/index.html