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2016 年度 実績報告書

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
キーワード機能性材料 / 分子性物質 / 超分子構造 / 複合機能材料 / マルチフェロイックス / 強誘電性 / 強磁性
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、強磁性発現が可能な[M(II)M(III)(2,5-Dihydroxy-p-quinone derivatives)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した。マルチフェロイクス材料の開発は、無機物を中心に進められているが、高圧・高温合成が必要になるなど材料開発を進める上で不利な点も多い。本研究で用いる超分子化合物や金属錯体などの分子性物質は、多様な合成法により様々な物質を合成できる利点がある。さらに合成の観点から機能性発現を制御する方法を見いだすことができる点も、物質開発に置いて重要な知見をえる方法として注目すべき点である。
このような目的を達成するために、様々な置換基を導入したアニリニウム/クラウンエーテル誘導体から構築される超分子カチオンを合成し、2,5-Dihydroxy-p-quinoneのハロゲン二置換体で架橋された、マンガン・クロム・鉄を含有する多孔性金属錯体への導入ならびに結晶化を試みたところ、6種類の超分子カチオン/多孔性強磁性錯体複合体微小結晶の作製に成功した。現在のところ物性測定に必要なサイズの結晶が得られておらず、嫌気下水熱合成等を用いた合成手法を検討し、物性測定に向けた結晶作成を続けているところである。
また、比較対象として合成した、超分子カチオン/[Mn(II)Cr(III)(oxalate)3]-型金属錯体複合体については(anilinium)(benzo[18]crown-6)[Mn(II)Cr(III)(oxalate)3]-複合結晶に置いて、大きな誘電応答と強磁性が共存することが明らかとなり、分光学的手法から強磁性発現に必要な対称心の消滅も確認できたことから、詳細を解明するため研究を進めている。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 東南大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      東南大学
  • [雑誌論文] One-dimensional supramolecular columnar structure of trans-syn-trans-dicyclohexano[18] crown-6 and organic ammonium cations2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohshima, K. Kubo, T. Matsumoto, H. Ye, S. Noro, T. Akutagawa, T. Nakamura
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 18 ページ: 7959-7964

    • DOI

      10.1039/C6CE00980H

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-assembled Structure of Inorganic-Organic Hybrid Crystals Based on Keggin Polyoxomethallates [SMo12O402-] and Supramolecular Cations2016

    • 著者名/発表者名
      J. Xiong, K. Kubo, S. Noro, T. Akutagawa, T. Nakamura
    • 雑誌名

      Crystal Growth and Design

      巻: 16 ページ: 800-807

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.5b01388

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 分子性化合物合成に基づく有機電子材料開発2017

    • 著者名/発表者名
      久保和也
    • 学会等名
      高分子・ハイブリッド材料研究センター(PHyM)若手フォーラム
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-02-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Multifunctional Materials based on [MnCr(oxalate)3]- Complexes with Supramolecular Cations2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo, M. Yoshitake, T. Endo, S. Noro, T. Akutagawa, T. Nakamura
    • 学会等名
      有機固体の伝導性・光伝導性と関連現象に関する第12回日中合同シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-10-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Relaxer Type Dielectric Response Caused by The Molecular Motion of Supramolecular Cation in the Solid State2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo, Y.-N. Yan, S. Noro, T. Akutagawa, T. Nakamura
    • 学会等名
      Core-to-Core / Leverhulme Trust 5th Joint Workshop on Organic Electronics of Highly-Correlated Molecular Systems
    • 発表場所
      Novosibirsk (Russia)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Design of Coordination Polymers Based on Manganese and Chromium ions bridged by Oxalate Ligands Including Bulky Organic Cations2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo, M. Yoshitake, T. Endo, S. Noro, T. Akutagawa, T. Nakamura
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets
    • 発表場所
      仙台国際センター (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 国際学会
  • [備考] 北海道大学電子科学研究所 附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://fnm.es.hokudai.ac.jp/

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公開日: 2018-01-16  

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