量子ナノワイヤー"単一次元鎖磁石"の証明と合理的設計法の開拓

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14740386
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 宮坂 等 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (50332937)
• Keywords: 単一次元鎖磁石 / 量子磁石 / マンガン三価 / ニッケル二価

Research Abstract

1)Mn(III)salen誘導体である[Mn(saltmen)]+(saltmen2-=N,N'-(1,1,2,2-tetramethylethylene)bis(salicylideneiminate)dimerと[Ni(pao)2(L)2](pao-=2-pyridylaldoximate,L=unidentate ligand)との集積で得られる一連の[Mn2(saltmen)2Ni(pao)2(L)2](A)2を設計、合成した。このうち、L=pyridine,A=ClO4-に関しては最初の単一次元鎖磁石で、論文として発表した(J.Am.Chem.Soc.,2002,124,12837-12844、及び「化学」7月号)。この発表で世界で2例目の「一次元一本で磁石の性質を示す物質」が見出されたことになる.単一次元鎖磁石(Single-Chain Magnets)という名称も我々の論文で最初に発表されたものである。このような単一次元鎖磁石を系統的に作るために、上記組成のLやAを換えることによって鎖間の環境を換えることを試みた。すなわち、単一次元鎖磁石は、一本の鎖そのものの性質であるため、鎖間が変化してもなんら磁性には影響を及ぼさないと予想されるためである。この実験によって合計7種の単一次元鎖磁石を見出した。これによって初めての単一次元鎖磁石の一つの系が確立することになる。
2)新しい系の開拓として、Mn(III)-Ni(II)1:1組成からなる2種類の化合物を見出した。この2種類は極めて興味ある化合物である。両者は同じ一次元鎖構造をとっているが、配位子の立体障害のために鎖間の環境が異なる.この構造の違いをそのまま磁性に反映した結果を得た。すなわち、鎖問の相互作用がある系は単一次元鎖磁石の性質が見られず、バルク的であり、もう一方は単一次元鎖磁石になったのである。化合物自体も新規な系で、これで、3例目となる単一次元鎖磁石を見出したことになる。この両化合物を検討することによって単一次元鎖磁石と古典磁石の狭間で両者間の制御を見出すことができる可能性がある。

Research Products

• [Publications] Hitoshi Miyasaka et al.: "Out-of-Plane Dimers of Mn(III) Quadridentate Schiff-Base Complexes with Saltmen2-and Naphtmen2-Ligands : Structure Analysis and Ferromagnetic Exchange"J. Chem. Soc., Dalton Trans.. 1528-1534 (2002)
• [Publications] Tomohiko Ishii et al.: "Cocrystallites Consisting of Metal Macrocycles with Fullerenes"Coord. Chem. Rev.. 226. 113-124 (2002)
• [Publications] H.Tanaka et al.: "Electron spin resonance studies of Co(tbp)-C60 single crystal"J. Phys. : Condens. Matter.. 14. 3993-4000 (2002)
• [Publications] M.Yamashita et al.: "Tuning of Electronic Structures of Quasi-One-Dimensional Bromo-Bridged Ni(II) Complexes with Strong Electron-Correlation by Doping of Co(III) Ions, [Ni1-xCox(Chxn)2Br]Br2"Inorg. Chem.. 41. 1998-2000 (2002)
• [Publications] C.Kachi-Terajima et al.: "Structure and electrochemistry of the bridging-ligand mono-substituted diruthenium compound, [Ru2II, III(O2CCH3)3(admpym)(Cl)(MeOH)](Hadmpym=2-amino-4,6-dimethyl-pyrimidine)"Inorg.Chimi.Acta. 332. 210-215 (2002)
• [Publications] H.Aso et al.: "Creations of Solitons and Polarons in MX-Chain Compounds, {[Pt(en)2][PtX2(en)2]}3(CuX4)4(X=Cl and Br)"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 376. 7-12 (2002)
• [Publications] Hitoshi Miyasaka et al.: "Out-of-plane Dimer Structures and Magnetic Properties of Mn(III) Quadridentate Schiff Base Compounds with N, N'-(1, 1, 2, 2-Tetramethylethylene)bis(5-chlorosalicylideneiminato)"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 379. 171-178 (2002)
• [Publications] Hitoshi Miyasaka et al.: "Reactions of Mn(III) Quadridentate Schiff Base Compounds with TCNQ Anion to Form Unusual TCNQ Derivatives by Alcoholysis"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 379. 197-204 (2002)
• [Publications] Toshio Manabe et al.: "Tuning of Spin Density Wave Strengths in Quasi-One-Dimensional Mixed-Halogen-Bridged Nickel(III) Complexes with Strong Electron Correlation, [NiIII(chxn)2Cll-xBrx](NO3)2"Inorg. Chem.. 41. 4993-4995 (2002)
• [Publications] Rodolphe Clerac et al.: "Evidence for 《Single Chain Magnet》 Behavior in a Heterometallic MnIII-NiII Chain"J. Am. Chem. Soc.. 124. 12837-12844 (2002)
• [Publications] 宮坂 等, 山下正廣: "一本の一次元金属錯体が磁石の性質を示すナノワーヤー単分子磁石ができた!・・・・室温単分子磁石を目指して"化学. 57. 12-16 (2002)
• [Publications] Naoko Aizawa et al.: "Syntheses and Physical Properties of Complexes of Fullerene with Magnetic Metal Porphyrins"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 376. 13-18 (2002)
• [Publications] Kouichi Takizawa et al.: "Crystal and Electronic Structures of Quasi-One-Dimensional Halogen-Bridged Binuclear Platinum Complexes, {(CnH2n+1)2NH2}4[Pt2(pop)4I](n=2-6)"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 376. 159-164 (2002)
• [Publications] Toshio Manabe et al.: "Physical Properties of Quasi-One-Dimensional Mixed-Metal-and Mixed-Halogen Complexes, Ni1-xPdx(chxn)2ClyBr1-yY2"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 376. 165-170 (2002)
• [Publications] Kazuya Nakata et al.: "Construction of a One-Dimensional Chain Composed of Mn6 Clusters and 4,4'-Bipyridine Linkers : The First Step for Creation of "Nano-Dots-Wires""Chem. Lett.. 7. 658-659 (2002)
• [Publications] Takayoshi Kuroda-Sowa et al.: "A Chemical Modification of a Mn12 Single-Molecule Magnet by Replacing Carboxylate Anions with Diphenylphosphate Anions"Chem. Lett.. 7. 682-683 (2002)
• [Publications] Kazuya Nakata et al.: "Synthesis, Structure and Magnetic Properties of the Antiferromagnetic Hexamanganese Cluster [Mn6(m4-O)2(O2CC6HF4)10(HO2CCH3)4]・(C7H8)"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 379. 211-216 (2002)