High-speed control of the magnetization of single-molecule magnets via fluctuation of the valence state of rare earth elements

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単分子磁石（SMM）とは分子全体で磁化が揃う古典磁石とは違い、一分子のみで磁石として振る舞う物質群であり、今後高密度情報デバイスなどへの応用が期待されている。SMMをスピンデバイスへ応用するためには単分子スケールでのスピンの可逆的制御が必要不可欠である。そうした課題の解決に向けて様々な手法によるSMMとnon-SMM間のスイッチングが報告されているが、非磁性体からSMMへのスイッチングへの報告が非常に少ない。本研究では、非磁性体Ce(Ⅳ)-フタロシアニン二層積層型単核錯体（CePc2）を化学的に還元しCe(Ⅲ)錯体とすることでSMM挙動を観測した。その一方、錯体の構造と磁気性能の因果関係の解明や電気化学的に安定な還元体単離など未解決部分も多い。本年度はCePc2の片方をテトラフェニルポルフィリナト（TPP）に変えたヘテロ積層型Ce(Ⅳ)錯体Ce(Pc)(TPP)を合成し、CePc2と比較しつつ構造と磁気特性の相関を明らかにすることを目的とした。これは、Square prismとSquare-antiprism型の配位環境で磁気特性を比較するためである。また、Ce(Ⅳ)(TPP)(Pc)を還元体の合成を試みた。還元体の生成は各種スペクトル測定で確認できたが、単結晶が得られていないため単結晶構造解析によるCe(III)イオンの配位環境は今後の課題である。また、単結晶および固体状態における電気化学測定の手法を確立したので、次年度以降Ce錯体に適用していく予定である。