| 研究課題/領域番号 |
25248014
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
大塩 寛紀 筑波大学, 数理物質系, 教授 (60176865)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | スピン平衡 / 電子移動を伴うスピン転移 / 双安定性 / シアン化物イオン架橋 / 混合原子価錯体 / 磁性 / 誘電性 / 電気伝導性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、スピン・電荷・構造の大きな自由度をもつ金属錯体分子システムを設計し、これをボトムアップ手法により高度に組織化したサブナノ・ナノスケール構造体を構築することを目的として研究を行った。金属錯体分子システムを集積・階層化することにより、それぞれの金属イオン・分子コンポーネントがもつ電子的特性を協奏的に増幅し、光・電場でその光物性・磁性・誘電性を自在変換できる多機能分子システムの構築を目指して研究を進めた。
当該年度の研究では、以下の２点について研究を進めた。
(1)双安定性分子や多重双安定性分子を配位結合・分子間電荷移動相互作用・水素結合で集積・階層化し、光・電場で光物性・磁性・誘電性を操作することができる多重物性操作分子集積システムを構築する。(2)分子中に複数以上の双安定性部位をもつ光により選択的物性変換が可能な多重双安定性分子システムを構築する。
(1)に関しては、電子移動に伴うスピン転移現象を示す種々のCo2Fe2Square型錯体にプロトンドナーとしてヒドロキノンやフロログルシノールを導入し、一次元および二次元ネットワーク構造をもつ集積型錯体の構築に成功した。これらの化合物は、電子移動に伴うスピン転移現象を示すことが磁気測定から明らかとなった。
(2)に関しては、堅固で平面性の高い多座配位子をもちいて、スピンクロスオーバー現象を示す鉄４核錯体の構築に成功した。この化合物は熱によって多段階のスピン転移を示し、異なる波長の光を照射することで、異なる電子状態にスイッチング可能であることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初予定していた電子移動に伴うスピン転移を示す化合物について、プロトンドナー分子をもちいることで、様々なネットワーク構造を持つ化合物を得ることに成功している。磁気測定から、双安定性を示す化合物であることを確認しており、電場・光に対する応答性なども期待できるため、目的達成に向けておおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
水素結合部位を複数もつ化合物や、キラルな構造を持つ構築素子をもちいた集積型錯体の開発を行い、多重双安定システムの開発を行う。特に電場誘起物性変換を目指し、分子設計を行う上でpKaの最適化を行い、適切なプロトンドナー／アクセプターの組み合わせを探索する。得られた化合物に関しては、構造・磁性・誘電特性などの基礎物性の評価と、光照射下および電場印加状態での物性測定を行い、電子状態変化について詳細に調べる。
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