量子ヘテロスピン分子集合系の分子磁性と純有機フェリ磁性体の分子設計

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12740385
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 塩見 大輔 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40260799)
• Keywords: 有機磁性 / 分子磁性 / フェリ磁性 / 有機塩 / ニトロニルニトロキシド / 比熱 / エントロピー / 磁化率

Research Abstract

有機フェリ磁性体を構築するための新奇な分子設計アプローチを提案した.それに基づいてモデル分子を合成し,固体集合系の磁気的性質を詳細に調べた.さらに,モデルスピンハミルトニアンを用いた数値計算を行ない,有機分子系におけるフェリ磁性スピン整列が強磁性スピン整列と等価であることを明らかにした.
1.基底3重項(S=1)のπビラジカルとπモノラジカル(S=1/2)をσ結合で連結した弱結合系トリラジカルを合成した.X線結晶構造解析によって,交互1次元分子鎖の存在を明らかにした.さらにmKオーダーの極低温領域まで磁化率を測定した結果,σ結合連結系の純有機物としては初めて,フェリ磁性特有の磁化の発散現象を観測した.
2.ハイゼンベルグスピンハミルトニアンを用いて,1次元フェリ磁性スピン系の磁気比熱(熱容量)・磁気エントロピーおよびスピン分極構造を計算した.S=1のビラジカルとS=1/2のモノラジカルの反強磁性交互1次元鎖について,比熱とエントロピーの温度変化を調べた結果,単位胞あたり実効的にS=1/2スピン1つ分の磁気的自由度が生じることを明らかにした.また,この実効的なS=1/2スピンの間には,強磁性的な相互作用が働くことがわかった.S=1のビラジカルとS=1/2のモノラジカルのフェリ磁性スピン整列は,実効的なS=1/2スピンの強磁性整列と等価であることを明らかにした.

Research Products

• [Publications] 塩見大輔: "Single-Component Molecule-Based Ferrimagnetics"Journal of the American Chemical Society. 123. 11823-11824 (2001)
• [Publications] 井上純: "The First Detection of a Clar's Hydrocarbon, 2,6,1O-Tri-tert-Butyltriangulene : A Ground-State Triplet of Non-Kekule Polynuclear Benzenoid Hydrocarbon"Journal of the American Chemical Society. 123. 12702-12703 (2001)
• [Publications] 長尾修身: "Magnetic behavior of a manganese(II) complex of nitroxide-substituted 1,3-di(4-pyridyl)benzene"Polyhedron. 20. 1653-1658 (2001)
• [Publications] 森田靖: "6-Oxophenalenoxyl derivatives covalently linked to TFF moieties : synthesis, ESR/ENDOR measurements, and DFT calculations"Tetrahedron Letters. 42. 7991-7995 (2001)
• [Publications] 尾田伸之: "Highly synthetic high-spin oligonitrenes ; Molecular design for super high-spin systems with robust π-spin polarization"Synthetic Metals. 121. 1840-1841 (2001)
• [Publications] 金谷慎吾: "Synthesis and properties of a new-type nitroxide radical with a bulky 2,4,6-Triphenylphenyl substituent"Synthetic Metals. 121. 1808-1809 (2001)
• [Publications] 森田靖: "New stable neutral radical with intramolecular hydrogen bonding : Synthesis and characterization of 2,5,8-tri-tert-butyl-7-hydroxy-6-oxophenalenoxyl"Organic Letters. 3. 3099-3102 (2001)
• [Publications] 森洋毅: "Magnetic behavior of copper(II) complexes of a nitronyl-nitroxide-substituted pyrimidine"Polyhedron. 20. 1663-1668 (2001)
• [Publications] 岡本敏宏: "Synthesis and properties of benzooxazinophenoxazine and the related compounds"Synthetic Metals. 20. 933-934 (2001)
• [Publications] 松岡秀人: "Transition Moment Spectroscopy-Based Simulation of 2D Electron Spin Transient Nutation Spectra for High Spin Chemistry"Synthetic Metals. 121. 1822-1823 (2001)
• [Publications] 佐藤和信: "Pulsed ESR/2D-electron spin transient nutation study of stable high spin polycarbenes"Synthetic Metals. 121. 1816-1817 (2001)
• [Publications] 田中航也: "Cw/pulsed ESR study of bis[dianthrylcarbene] coupled by 1,4-diethynylbenzene"Synthetic Metals. 121. 1818-1819 (2001)
• [Publications] 西尾尊久: "Ground-State High-Spin Iron(III)octaethylporphyrin as Studied by Single-Crystal Cw/Pulsed ESR Spectroscopy"Synthetic Metals. 121. 1820-1821 (2001)
• [Publications] 坂井素子: "Low-dimensional molecule-based magnets with hydrogen-bonded network"Synthetic Metals. 121. 1776-1777 (2001)
• [Publications] 福井晃三: "Electronic spin structure of novel persistent neutral radical with 1,3-diaza-phenalene skeleton as studied by electron-nuclear magnetic resonance"Synthetic Metals. 121. 1770-1771 (2001)
• [Publications] 中澤重顕: "Electronic states of polyanionic high-spin C60 fullerene and their clusters : Anomalous spin relaxation and Jahn-Teller effects"Synthetic Metals. 121. 1169-1170 (2001)