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イオン拡散チャンネルと電子伝導経路を併せ持つ多孔性配位錯体は、固体電気化学的イオン脱挿入に伴うホスト構造の酸化還元反応と、それに伴う磁性を含めた様々な物性のスイッチング現象を示すことが期待される。本研究では、イオンと電子の混合伝導性を示す多孔性配位錯体の開発を行い、磁性制御の実現を目指した。
まず、混合伝導性が良く知られているシアノ架橋配位高分子であるプルシアンブルー類似体について、精密な電流量制御によるリチウムイオン挿入量の制御を行うことで、連続的なキュリー温度の制御に成功した。
次に、プルシアンブルー類似体における電極－電解液界面の不安定性を改良するために、コアシェル構造を有するプルシアンブルー類似体を合成し、電極特性の耐久性を大幅に向上させることが可能であることを明らかにした。
更に、オクタシアノ錯体を構造形成分子として用いることで、３次元の電子伝導ネットワークと、２次元のイオン拡散チャンネルを有する配位高分子の合成に成功し、得られた配位高分子が実際の電極反応が可能であることを実証した。また、モリブデンの酸化還元により強磁性－常磁性のスイッチングに成功した。
最後に、プルシアンブルー類似体の多孔性を利用し、２価のカチオンであるマグネシウムイオンが可逆的に挿入脱離可能であることを示した。特に、メスバウアー分光、放射光硬X線吸収分光の詳細な電子状態の解析により、１価のカチオンでは観察されないヘテロ遷移金属の同時還元が確認され、２価のカチオン挿入の特異的な電子状態を明らかにすることに成功した。
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