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2013 年度 実績報告書

量子化学計算に基づいた多核金属錯体による分子素子設計指針の構築と物性予測

公募研究

研究領域配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製
研究課題/領域番号 24108721
研究機関大阪大学

研究代表者

北河 康隆  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60362612)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワード量子化学 / 多核遷移金属錯体 / 強相関電子系 / 物性 / 分子素子
研究概要

本年度は、まず、Niによる1次元多核錯体の磁性と伝導性に関して研究を進めた。磁性に関しては金属―金属結合に由来するdσ並びにdδ軌道が担っており、さらに伝導性に関しては、錯体内のσ軌道のみならず、軸上配位子と金電極の非局在軌道が単分子伝導性に大きく寄与することを明らかにした。加えて、巨大多核金属錯体の電子状態並びに分子構造計算のための新規QM/QM’方の提案を行った。
また、領域内で合成・測定された、錯体の機能発現機構の解明を行った。まず、西原ループのπ共役配位子を使った長距離電子移動錯体と棚瀬グループのAu4核錯体ならびにPd8核1次元錯体、大塩グループのシアン化物イオン架橋擬一次元Fe-Co錯体、オキソバナジウム環状錯体を主たる研究対象とした。まず、西原ループ錯体に関しては、π共役配位子を有する多核錯体の、非常に高い発光特性の原理解明を行った。まず、溶媒環境下でのDFT計算により分子構造を求め、TDDFT計算を実行した。その結果、エネルギー準位の異なる配位子間での電子移動が重要であることが明らかとなった。棚瀬グループの錯体に関しては、まず、様々な構造を有するAu4核錯体における吸収および発光特性をDFT計算とTDDFT計算により調べた。分子構造、発光波長、吸収波長とも実験と一致し、すべてAuの軌道により構成されるHOMO-LUMO間の遷移で説明された。またPd8核錯体に関しては伝導特性を調べるため、電極との接合に適した軸上配位子をDFT計算により探った。大塩グループの錯体に関しては、XMCDスペクトルの帰属をDFT計算により行い、その結果、錯体の電子状態・スピン状態を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Strongly Luminous Tetranuclear Gold(I) Complexes Supported by Tetraphosphine Ligands, meso- or rac-Bis[(diphenylphosphinomethyl)phenylphosphino]methane2014

    • 著者名/発表者名
      T. Tanase, R. Otaki, T. Nishida, H. Takenaka, Y. Takemura, B. Kure, T. Nakajima, Y. Kitagawa, T. Tsubomura
    • 雑誌名

      Chem. Euro. J.

      巻: 20 ページ: 1577-1596

    • DOI

      10.1002/chem.201303729

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combination of Approximate Spin-projection and Spin-restricted Calculations Based on ONIOM Method for Geometry Optimization of Large Biradical Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa, N. Yasuda, H. Hatake, T. Saito, Y. Kataoka, T. Matsui, T. Kawakami, S. Yamanaka, M. Okumura, K. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem.

      巻: 113 ページ: 290-295

    • DOI

      10.1002/qua.24018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] meso-Alkynyl BODIPYs: Structure, Photoproperties, π-Extension, and Manipulation of Frontier Orbitals2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kusaka, R. Sakamoto, Y. Kitagawa, M. Okumura, H. Nishihara
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 8 ページ: 723-727

    • DOI

      10.1002/asia.201201176

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photophysical properties of mono- and di-nuclear platinum(II) complexes with the tridentate ligand 2-phenyl-6-(1H-pyrazol-3-yl)-pyridine: A DFT and TDDFT study2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kataoka, Y. Kitagawa, T. Kawakami, M. Okumura
    • 雑誌名

      J. Organometallic. Chem.

      巻: 743 ページ: 163-169

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2013.06.042

    • 査読あり
  • [雑誌論文] π-Conjugated Trinuclear Group-9 Metalladithiolenes with a Triphenylene Backbone2013

    • 著者名/発表者名
      R. Sakamoto, T. Kambe, S. Tsukada, K. Takada, K. Hoshiko, Y. Kitagawa, M. Okumura, H. Nishihara
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 52 ページ: 7411-7416

    • DOI

      10.1021/ic400110z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT calculations of effective exchange integrals at the complete basis set limit on oxo-vanadium ring complex2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa, T. Matsui, N. Yasuda, H. Hatake, T. Kawakami, S. Yamanaka, M. Nihei, M. Okumura, H. Oshio, K. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 66 ページ: 97-101

    • DOI

      10.1016/j.poly.2013.02.040

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical studies of electronic structures, magnetic properties and electron conductivities on one-dimensional Nin (n = 3, 5, 7) complexes2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa, T. Matsui, Y. Nakanishi, Y. Shigeta, T. Kawakami, M. Okumura, K. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 42 ページ: 16200 - 16208

    • DOI

      10.1039/C3DT51466H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray Magnetic Circular Dichroism Investigation of the Electron Transfer Phenomena Responsible for Magnetic Switching in a Cyanide-Bridged [CoFe] Chain2013

    • 著者名/発表者名
      M. L. Baker, Y. Kitagawa, T. Nakamura, K. Tazoe, Y. Narumi, Y. Kotani, F. Iijima, G. N Newton, M. Okumura, H. Oshio, H. Nojiri
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 52 ページ: 13956-13962

    • DOI

      10.1021/ic402580n

    • 査読あり
  • [学会発表] Theoretical studies of molecular structures and magnetic properties on polynuclear metal complexes2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa
    • 学会等名
      5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター
    • 年月日
      20131202-20131206
    • 招待講演
  • [学会発表] 一次元多核金属錯体の電子状態・電極構造・電気伝導性の関係に関する理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      北河康隆
    • 学会等名
      錯体化学会第63回討論会
    • 発表場所
      琉球大学
    • 年月日
      20131102-20131104
  • [学会発表] Structure of active site in oxyhemocyanin:Comparative studies of BS and AP DFT methods2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa
    • 学会等名
      Interna'onal Symposium of Homogeneous Chemical Reac'vity
    • 発表場所
      茨城大学
    • 年月日
      20130614-20130615
    • 招待講演
  • [学会発表] CuM錯体の有効交換積分値における汎関数および基底関数依存性2013

    • 著者名/発表者名
      北河康隆
    • 学会等名
      第16 回理論化学討論会
    • 発表場所
      福岡市健康づくりサポートセンター
    • 年月日
      20130515-20130517

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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