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2014 年度 実施状況報告書

多孔性キラル強磁性体と超分子カチオンローターによるマルチフェロイクス材料開発

研究課題

研究課題/領域番号 26410083
研究機関北海道大学

研究代表者

久保 和也  北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (90391937)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードマルチフェロイクス材料 / 分子性結晶 / 機能性材料 / 超分子構造 / 強磁性体 / 強誘電体 / 国際情報交換
研究実績の概要

本研究では、強誘電発現部位として結晶内で分子回転可能な超分子カチオンを、キノン誘導体配位子から形成され、強磁性発現が可能な[MIIMIII(C6O4X22-)3]-型多孔性キラル金属錯体に導入し、新たな分子性マルチフェロイクス材料構築することを目的とする。超分子カチオンローターと[MIIMIII(C6O4X22-)3]-型金属錯体を組み合わせた塩の、強磁性と強誘電性の相関を検討し、分子性マルチフェロイクス材料への展開可能性を探索することを目指す。
研究初年度である本年度は、交付申請書記載の通り化合物合成を主に行った。超分子カチオンローターの構築は、m-fluoroanilinium+、4-aminopyridinium+、3-aminopyridinium+、3-fluoro-4-methylanilinium+、pyrizinium+などの各有機カチオンと、クラウンエーテル誘導体の組合せを試みた。アニオン側の作成は用いるキノン誘導体の置換基により強磁性転移温度の変化が現れる可能性が高いことから、dihydroxybenzoquinone, chroranil, bromanil, iodanilの4つの配位子に着目した。金属イオンは最も強磁性が発現する可能性が高いマンガンII価、クロムIII価カチオンを導入した。これら種々の超分子カチオンと強磁性アニオンの組合せで結晶化を試み、構造決定には至っていないものの、15種類の化合物について磁性や誘電率の測定が可能な微小結晶を得ることに成功している。
次年度の研究計画で予定されている物性評価に繋がる結果が得られており、研究の進捗状況は概ね良好といえる。

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

上述の通り、すでに15種類の化合物について、誘電性や磁性など種々の物性測定が可能な微結晶が得られており、研究の進捗状況は順調である。ただし、当初目的としていた単結晶X線構造解析ができる結晶が得られていないことは今後の課題である。

今後の研究の推進方策

初年度に得られた化合物について、元素分析による組成評価、磁化率測定、誘電率測定を計画通り進めていく。
さらに、結晶成長の段階において溶媒や温度などを改良し、単結晶構造解析が可能な結晶の作成を進め、物性現象を分子配列の面から解析し、将来的な分子性マルチフェロイクス材料の構築の機序を得る。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (28件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional Architectures of [MnIICrIII(oxalate)3]- Complexes with Cage Type Networks Surrounding Supramolecular Cations2015

    • 著者名/発表者名
      Toru Endo, Kazuya Kubo, Masashi Yoshitake, Shin-ichiro Noro, Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Crystal Growth and Design

      巻: 15 ページ: 1186-1193

    • DOI

      10.1021/cg501560z

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Supramolecular cations of (m-halogenated-anilinium)(dibenzo[18]crown-6) in Keggin [SMo12O402-] polyoxometallates2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Xiong, Kazuya Kubo, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawac, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 17 ページ: 856-861

    • DOI

      10.1039/c4ce01988a

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Porous coordination polymers with ubiquitous and biocompatible metals and a neutral bridging ligand2015

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Noro, Junya Mizutani, Yuh Hijikata, Ryotaro Matsuda, Hiroshi Sato, Susumu Kitagawa, Kunihisa Sugimoto, Yasutaka Inubushi, Kazuya Kubo, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 ページ: 5851-1-5851-9

    • DOI

      10.1038/ncomms6851

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CH4/CO2 and CH4/C2H6 gas separation using a flexible one-dimensional copper(II) porous coordination polymer2015

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Noro, Rika Ochi, Yasutaka Inubushi, Kazuya Kubo, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Microporous & Mesoporous Materials

      巻: 未定 ページ: 未定

  • [学会発表] 多孔性金属錯体の細孔を反応場とする新規糖鎖合成法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      越智 里香、野呂 真一郎、魚谷 信夫、高橋 由紀子、久保 和也、中村 貴義
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-28
  • [学会発表] 有機アンモニウム / クラウンエーテル誘導体超分子カチオンが誘起する[MnCr(oxalate)3]-キラル結晶の磁気挙動2015

    • 著者名/発表者名
      吉竹 理、久保 和也、西原 禎文、井上 克也、芥川 智行、野呂 真一郎、中村 貴義
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2015年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-01-28
  • [学会発表] Structure and dielectric properties of supramolecular rotators composed of trans-syn-trans-dicyclohexano[18]crown-6 and alkyl and aryl ammonium derivatives2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Ohshima, Kazuya Kubo, Shin-Ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      The 15th Ries-Hokudai International Symposium 2014年電子研国際シンポジウム"響"
    • 発表場所
      ガトーキングダム札幌(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-12-16
  • [学会発表] Designing ferroelectric materials by modulating polyoxometallates and supramolecular cations2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Xiong, Daigoro Endo, Kazuya Kubo, Shin-Ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      The 15th Ries-Hokudai International Symposium 2014年電子研国際シンポジウム"響"
    • 発表場所
      ガトーキングダム札幌(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-12-16
  • [学会発表] Crystal structure and physical properties of [MnCr(oxalate)3]- salts with supramolecular cations2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Yoshitake, Kazuya Kubo, Sadafumi Nishihara, Katsuya Inoue, Tomoyuki Akutagawa, Shin-Ichiro Noro,Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      The 15th Ries-Hokudai International Symposium 2014年電子研国際シンポジウム"響"
    • 発表場所
      ガトーキングダム札幌(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-12-16
  • [学会発表] Synthesis, structure, and host-guest properties of light metal coordination polymer using pyridine-N-oxide-based ligand2014

    • 著者名/発表者名
      Rika Ochi, Shin-Ichiro Noro, Kazuya Kubo, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      The 15th Ries-Hokudai International Symposium 2014年電子研国際シンポジウム"響"
    • 発表場所
      ガトーキングダム札幌(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-12-16
  • [学会発表] 結晶内分子ローター/プロトン移動共存系超分子結晶開発2014

    • 著者名/発表者名
      久保和也、劉尊奇、山田晃弘、野呂真一郎、芥川智行、中村貴義
    • 学会等名
      附置研究所間アライアンス第二回若手研究会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2014-11-26
  • [学会発表] Structure and Dielectric Properties of the Crystals Composed of Supramolecular Cations Having Multi Hydrogen Bonding Sites2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yamada, Kazuya Kubo, Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa, Shin-Ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      Core-to-Core/Leverhulme Trust Joint Workshop, Otaru 2014 “Organic Electronics of Highly-Correlated Molecular Systems”
    • 発表場所
      グランドパーク小樽(北海道小樽市)
    • 年月日
      2014-10-24
  • [学会発表] Substituent Effect on Molecular Motions in Supramolecular Crystals of (Anilinium Derivatives)(Dibenzo[18]crown-6)[Ni(dmit)2]2014

    • 著者名/発表者名
      Shota Nakagawa, Kazuya Kubo, Shin-Ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      Core-to-Core/Leverhulme Trust Joint Workshop, Otaru 2014 “Organic Electronics of Highly-Correlated Molecular Systems”
    • 発表場所
      グランドパーク小樽(北海道小樽市)
    • 年月日
      2014-10-24
  • [学会発表] Designing ferroelectric materials by modulating polyoxometallates and supramolecular cations2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Xiong, Daigoro Endo, Kazuya Kubo, Shin-Ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      Core-to-Core/Leverhulme Trust Joint Workshop, Otaru 2014 “Organic Electronics of Highly-Correlated Molecular Systems”
    • 発表場所
      グランドパーク小樽(北海道小樽市)
    • 年月日
      2014-10-24
  • [学会発表] Crystal structure and physical properties of [MnCr(oxalate)3]- complexes with supramolecular cations2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Yoshitake, Kazuya Kubo, Sadafumi Nishihara, Katsuya Inoue, Tomoyuki Akutagawa, Shin-Ichiro Noro,Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      Core-to-Core/Leverhulme Trust Joint Workshop, Otaru 2014 “Organic Electronics of Highly-Correlated Molecular Systems”
    • 発表場所
      グランドパーク小樽(北海道小樽市)
    • 年月日
      2014-10-24
  • [学会発表] Structure and Physical Properties of (Fluoroadamantylammonium)(Dicyclohexano[18]crown-6) Supramolecular Cation in [Ni(dmit)2] Crystal2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Ohshima, Kazuya Kubo, Shin-Ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      Core-to-Core/Leverhulme Trust Joint Workshop, Otaru 2014 “Organic Electronics of Highly-Correlated Molecular Systems”
    • 発表場所
      グランドパーク小樽(北海道小樽市)
    • 年月日
      2014-10-24
  • [学会発表] Designing ferroelectric materials by modulating polyoxometallates and supramolecular cations2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Xiong, Daigoro Endo, Kazuya Kubo, Shin-Ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      10th IUPAC International Conference on Novel Materials
    • 発表場所
      Zhengzhou (China)
    • 年月日
      2014-10-10
  • [学会発表] Structures and Physical Properties of Ferromagnetic Crystals with Supramolecular Cations2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kubo, Toru Endo, Masashi Yoshitake, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagwa, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      3rd International Conference and Exhibition on Materials Science & Engineering
    • 発表場所
      San Antonio (米国)
    • 年月日
      2014-10-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Porous Light Metal Coordination Polymers with Charge-Polarized Neutral Ligand2014

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Noro, Junya Mizutani, Yuh Hijikata, Kazuya Kubo, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      MOF2014
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2014-09-30
  • [学会発表] アニリニウム誘導体/ジベンゾ[18]クラウン-6超分子ローター構造を有する混晶の合成と物性評価2014

    • 著者名/発表者名
      中川 翔太,久保 和也,野呂 真一郎,芥川 智行,中村 貴義
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-24
  • [学会発表] 2,6-ジアミノピリジンおよび2-アミノピリミジンとクラウンエーテル誘導体からなる超分子カチオン結晶の誘電応答2014

    • 著者名/発表者名
      久保 和也、劉 尊奇,山田 晃弘,野呂 真一郎,芥川 智行,中村 貴義
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-24
  • [学会発表] アミノピリジニウム/キラルクラウンエーテル誘導体カチオンを導入した[Ni(dmit)2]-錯体結晶の合成と物性2014

    • 著者名/発表者名
      渡辺 大樹、久保 和也、星野 哲久、芥川 智行、野呂 真一郎、中村 貴義
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-21
  • [学会発表] 電荷分極したピリジン‐N‐オキシド構造を有する配位子を用いた高分子状軽金属錯体の合成と構造2014

    • 著者名/発表者名
      越智 里香、野呂 真一郎、久保 和也、中村 貴義
    • 学会等名
      錯体化学会第64回討論会
    • 発表場所
      中央大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-09-09
  • [学会発表] 結晶性分子ローターの置換基交換による誘電応答の変化2014

    • 著者名/発表者名
      中川翔太、久保和也、野呂真一郎、芥川智行、中村貴義
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部 2014年 夏季研究発表会
    • 発表場所
      苫小牧高専(北海道苫小牧市)
    • 年月日
      2014-07-12
  • [学会発表] 4-aminopyridinium/crown ether 超分子結晶における水素結合と誘電性2014

    • 著者名/発表者名
      大島 雄、久保和也、野呂真一郎、芥川智行、中村貴義
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部 2014年 夏季研究発表会
    • 発表場所
      苫小牧高専(北海道苫小牧市)
    • 年月日
      2014-07-12
  • [学会発表] キラル超分子カチオンを導入した[MnCr(oxalate)3]-結晶の磁気挙動2014

    • 著者名/発表者名
      吉竹 理、久保和也、西原禎文、井上克也、芥川智行、野呂真一郎、中村 貴義
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部 2014年 夏季研究発表会
    • 発表場所
      苫小牧高専(北海道苫小牧市)
    • 年月日
      2014-07-12
  • [学会発表] Mixed-valence [S2Mo18O62]n-(n = 4, 5, 6) and [Ln(Mo8O26)2]5-(Ln = Gd, Tb, Dy, Ho, Er), as magnetic counter anions for supramolecular rotators.2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Xiong, Daigoro Endo, Kazuya Kubo, Shin-Ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Molecule-Based Magnets (ICMM2014)
    • 発表場所
      Saint Petersburg (Russia)
    • 年月日
      2014-07-08
  • [学会発表] CRYSTAL STRUCTURE AND DIELECTRIC PROPERTIES OF (4-AMINOPYRIDINIUM+)(TRANS-ANTI-TRANS- DICYCLOHEXANO[18]CROWN-6)[Ni(DMIT)2]-2014

    • 著者名/発表者名
      Daiki Watanabe, Kazuya Kubo, Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa, Shin-Ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      International Conference of Synthetic Metals (ICSM2014)
    • 発表場所
      Turku (Finland)
    • 年月日
      2014-07-02
  • [学会発表] DIELECTRIC PROPERTIES OF [Ni(DMIT)2]- CRYSTALS WITH (AMINOPYRIDINIUM DERIVATIVES)(DICYCLOHEXANO[18]CROWN-6) SUPRAMOLECULAR CATIONS2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yamada, Kazuya Kubo, Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa, Shin-Ichiro Noro, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      International Conference of Synthetic Metals (ICSM2014)
    • 発表場所
      Turku (Finland)
    • 年月日
      2014-07-01
  • [学会発表] SUBSTITUENT EFFECTS ON THE DIELECTRIC RESPONSE AND MOLECULAR MOTIONS IN THE SUPRAMOLECULAR CRYSTALS2014

    • 著者名/発表者名
      Shota Nakagawa, Kazuya Kubo, Shin-Ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      International Conference of Synthetic Metals (ICSM2014)
    • 発表場所
      Turku (Finland)
    • 年月日
      2014-07-01
  • [学会発表] Proton Transfer and Dielectric Properties of 4- Aminopyridinium/Crown Ether Supramolecular Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Ohshima, Kazuya Kubo, Shin-Ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      International Conference of Synthetic Metals (ICSM2014)
    • 発表場所
      Turku (Finland)
    • 年月日
      2014-07-01
  • [学会発表] MAGNETIC PROPERTIES OF A [MnCr(OXALATE)3]- SALT WITH CHIRAL SUPRAMOLECULAR CATION2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Yoshitake, Kazuya Kubo, Sadafumi Nishihara, Katsuya Inoue, Tomoyuki Akutagawa, Shin-Ichiro Noro,Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      International Conference of Synthetic Metals (ICSM2014)
    • 発表場所
      Turku (Finland)
    • 年月日
      2014-07-01
  • [備考] 電子科学研究所 付属グリーンナノテクノロジー研究センター ナノアセンブリ材料研究分野

    • URL

      http://www.hucc.hokudai.ac.jp/~i21625/index.html

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公開日: 2016-05-27  

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