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2015 年度 実績報告書

強相関電子系ナノワイヤー金属錯体における新奇非線形現象の創出

研究課題

研究課題/領域番号 26248015
研究機関東北大学

研究代表者

山下 正廣  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60167707)

研究分担者 高石 慎也  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10396418)
井口 弘章  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30709100)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード低次元電子系 / 非線形現象
研究実績の概要

申請者は、本研究課題において、擬一次元ハロゲン架橋金属錯体を中心とした低次元電子系物質において、新奇な非線形現象を創出するという目的で研究を行っている。その中で申請者は従来はPd(II)-Pd(IV)の混合原子価状態をとると考えられてきたPd錯体でPd(III)の平均原子価状態をとる物質の開発に成功した。また、この錯体が比較的幅広い温度領域で相分離現象を示すことを明らかにした。この錯体の混合原子価相における価数配列を3D-ΔPDF法という手法を用いて明らかにした。
平均原子価状態をとると知られている[Ni(SS-bn)2Br]Br2 (SS-bn = 2S,3S-diaminobutane)において、電気二重層トランジスタ(EDLT)を用いたキャリアドーピングに成功し、低温で約一桁程度の電気伝導度の上昇を観測することに成功した。
また、Au(I)-Au(III)混合原子価錯体においてもメチルアンモニウムイオンを有する新規ペロブスカイト型金属錯体の開発に成功し、この錯体中のメチルアンモニウムイオンの運動状態が温度によって変化することを明らかにした。

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

これまでに得た成果としては、1.混合原子価―平均原子価相転移を示す新規臭素架橋パラジウム錯体の開発、2.室温で平均原子価状態を示す新規臭素架橋パラジウム錯体の開発、3.電気二重層トランジスタ(EDLT)を利用したNi錯体へのキャリア注入、4.新規Au(I)-Au(III)混合原子価ペロブスカイト型金属錯体の開発などがあげられる。
これらの錯体のデバイス化に向けて、物質開発のみならず、薄膜化なども同時に進めており、新奇非線形現象の創出に向けて着実に進展している。

今後の研究の推進方策

平成28年度は、これまでの研究をさらに進め、①新物質の開発、②電気二重層トランジスタを利用したキャリアドーピング、③低次元電子系特有の物性(熱電特性など)の開拓を行っていく予定である。
①に関しては、これまでに一例も報告例がないPt錯体での平均原子価状態を実現したい。これまでの研究でPd錯体でも面内配位子を適切に選択すれば、比較的容易にPd(III)の平均原子価状態を実現できることがわかってきており、同様の配位子をPt錯体に適用することでPt錯体で平均原子価状態を実現できる可能性は十分にあると考えられる。また、Au錯体では、メチルアンモニウムイオンを用いたAu錯体の合成に成功したが、アルキルアンモニウムイオンは多岐にわたるため、これらの導入を網羅的に試みていく予定である。
②に関しては、名古屋大学の竹延教授と共同で研究を推進していく予定であり、同教授の同意をすでに得ている。
③に関しても、名古屋大学の竹延教授のグループで装置の開発が進んでおり、共同研究を行うことで同意している。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 9件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Heterometallic Cu(ll)-Dy(III) clusters of differnt nuclearities with slow magnetic relaxation2016

    • 著者名/発表者名
      R. Modak, Y. Sikdar, G. Cosquer, S. Chatterjee, M. Yamashita, and S. Gosawami
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 55 ページ: 691-699

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b02107

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Frontier of Molecular Spintronics Based on Multiple-Decker Phthalocyaninato Tb(lll) Single-Molecule Magnets2016

    • 著者名/発表者名
      K. Katoh, T. Komeda, M. Yamashita
    • 雑誌名

      Chemical Record

      巻: 16 ページ: 987-1016

    • DOI

      10.1002/tcr.201500290

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Remote Control of SMM Behavior via DTE Ligands2015

    • 著者名/発表者名
      G. Cosquer, B. K. Breedlove, and M. Yamashita
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 44 ページ: 2936-2942

    • DOI

      10.1039/C4DT02618G

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photo-control of the magnetic properties of Dy(III) amd Ho(III) homometal coordination polymers bridged by a diarylethene ligand2015

    • 著者名/発表者名
      G. Cosquer, M. Morimoto, M. Irie, A. Fetoh, B. K. Breedlove, and M. Yamashita
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 44 ページ: 5996-6002

    • DOI

      10.1039/C4DT03093A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charge-bistable Pd(III)/Pd(ll,lV) coordination polymers: phase transition and their applications to optical properties2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kumagai, S. Takaishi, H. Iguchi, and M. Yamashita
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 44 ページ: 8590-8599

    • DOI

      10.1039/C5DT00439J

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of f-f Interactions on the Single Molecule Magnet Poperties of Terbium(lll)-Phtalocyaninato Quintuple-Decker Copmplexes2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Horii, K. Katoh, N. Yasuda, B. K. Breedlove, and M. Yamashita
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 54 ページ: 3297-3305

    • DOI

      10.1021/ic502951t

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ligand π-Radical Interaction with f-shel Unpaired Electrons in Phthalocyaninato-Lanthanoid Single-Molecule Magnets; A Solution NMR Spectroscopic and DFT Study2015

    • 著者名/発表者名
      M. Damjanovic, T. Morita, K. Katoh, M. Yamashita, and M. Enders
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 21 ページ: 14421-14432

    • DOI

      10.1002/chem.201501944

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tuning Interchain Interactions in Two-Dimensional Networks of Mn(lll) Schiff-Base Complexes and Dicarboxylic Acids by Varying the Linker2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Aono, H. Yoshida, K. Katoh, B. K. Breedlove, K. Kagesawa, and M. Yamashita
    • 雑誌名

      Inorg. chem.

      巻: 54 ページ: 7096-7102

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b01154

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Role of entropic effects in controlling the polymorphism in ferroelectric formate frameworks2015

    • 著者名/発表者名
      G. Kieslich, S. Kumagai, K. T. Butler, T. Okamura, C. H. Hendron, M. Yamashita, A. Walsh, and A. K. Cheetham
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 15538-15541

    • DOI

      10.1039/C5CC06190C

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Frontier of Quantum Molecular Spintronics Based on Single-Molecule Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies2015(Pacifichem)
    • 発表場所
      "Hawaii Convention Center,Honolulu
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Frontier of Quantum Molecular Spintronics Based on Single-Molecule Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      "1st International Caparica Christmas Congress on Translational Chemistry
    • 発表場所
      Aldeia Dos Capuchos Golf&Spa,Lisbon(Portugal)
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Frontier of Quantum Molecular Spintronics Based on Single-Molecule Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      World Congress and Expo on Oil, Gas Petrochemistry
    • 発表場所
      Crowne Plaza Dubai Deria,Dubai(UAE)
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Frontier of Quantum Molecular Spintronics Based on Single-Molecule Magnets :Toward Green IT Innovation2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      第9回日露分子磁性分子スピンデバイス国際会議
    • 発表場所
      淡路島夢舞台
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electronic States of Quasi-One-Dimensional Halogen-Bridged Metal Complexes in Polar Space Groups2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷翔平, 井口弘章, 高石慎也, 山下正廣
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      国立大学法人奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-22 – 2015-09-22
  • [学会発表] Pd-Br 一次元錯体における電荷移動相転移に伴う相分離現象の解明2015

    • 著者名/発表者名
      吉田健文, 井口弘章, 高石慎也, 山下正廣
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      国立大学法人奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-22 – 2015-09-22
  • [学会発表] Bifunctional Macrocyclic metal complexes as CO2 reduction electrocatalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Md.Ahsan Habib, Brian K. Breedlove, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      国立大学法人奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-22 – 2015-09-22
  • [学会発表] "Photo-control of the Magnetic Properties in ManganeseBased2015

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Hamdy Ahmed Radwan, Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      国立大学法人奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-21
  • [学会発表] Giant Magnetoresistance and Tunneling Magnetoresistance Based on Single-Molecule Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      第2回日独二国間会議
    • 発表場所
      国立大学法人奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-20 – 2015-09-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Frontier of Quantum Molecular Spintronics Based on Single-Molecule Magnets :Toward Green IT Innovation2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      Indaba8
    • 発表場所
      Skukuza, Kruger National Park,South Africa
    • 年月日
      2015-08-19 – 2015-08-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Frontier of Quantum Molecular Spintronics Based on Single-Molecule Magnets :Toward Green IT Innovation2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      5th Asian conference on Coordination Chemistry,ACCC5
    • 発表場所
      The University of Hong Kong
    • 年月日
      2015-07-15 – 2015-07-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Frontier of Quantum Molecular Spintronics Based on Single-Molecule Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamashita
    • 学会等名
      98th Canadian Chemistry Conference and Exhibiion
    • 発表場所
      Otawa, Shaw Centre,Canada
    • 年月日
      2015-06-14 – 2015-06-14
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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