2023 Fiscal Year Annual Research Report
Atomically Precise Synthesis of Iron-Group Metal Nanoclusters to Probe the Origin of Superparamagnetism
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22K20558
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
檜垣 達也 京都大学, 化学研究所, 助教 (70964881)
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2022-08-31 – 2024-03-31
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| Keywords | 金属クラスター / クラスター錯体 / 鉄族元素 / 超常磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では鉄族金属クラスターを精密合成し、単結晶構造解析による構造決定を行った。また合成したクラスターの磁性の評価することで、超常磁性状態発現のメカニズムについて深く理解することを目指した。研究期間全体を通じて実施した研究としては、まず、クラスター合成の前駆体となる金属アミド錯体を不活性雰囲気下で合成した。次に、これらの反応前駆体を、ホスフィンなどの配位子の存在下でピナコールボランと反応させ、1 nm前後のサイズの鉄族クラスターの合成に成功した。X線構造解析により、合成した鉄族クラスターの多くは正二十面体構造を示し、その頂点に配位子が配位していることを確認した。また質量分析法により化学組成を確認したところ、X線構造解析で確認した組成に加えて、ヒドリド配位子の存在が明らかになった。検討段階での合成法では、鉄とコバルトのクラスターと比較してニッケルクラスターの収率が低いという問題があったが、配位子の当量や反応時間の最適化を行った結果、収率が中程度まで向上した。さらに、単離されたクラスターについて磁化率測定を行った。まず極低温でヒステリシス測定を行ったところ、2T付近で磁化が飽和する様子が確認された。またヒステリシス曲線はほとんど閉じているものの、小さいながらも保磁力が観測された。同様な測定を室温下で行ったところ、5Tにおいても磁化の飽和は観測されなかった。加えて、MH曲線に直線性は見られず、磁化が飽和している成分の存在が示唆された。
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[Presentation] 嵩高い配位子とヒドリドで保護された[Fe55][Fe6]イオン対の結晶構造決定と電子構造解析2024
Author(s)
田中 奏多, 大石 峻也, 川本 晃希, 高畑 遼, 志賀 拓也, 山添 誠司, Zihan Zhang, 唯 美津木, 吉川 総一, 寺西 利治, 二瓶 雅之, Karsten Meyer, 檜垣 達也, 大木 靖弘
Organizer
日本化学会第104春季年会
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