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

通过稀土元素价态涨落高速控制单分子磁体磁化强度

基本信息

批准号：
21K05010
负责人：
加藤恵一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Josai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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。

Single molecular magnet (SMM) and molecular whole magnetization are expected to be used in the future for high-density information. SMM is a reversible control system that is essential to the success of SMM. Although there are many reports on the interface between SMM and non-SMM, there are very few reports on the interface between non-magnetic materials and SMM. In this study, Ce(Ⅳ)-Ce(Ⅲ)-Ce(Ⅳ)-Ce (Ⅲ)-Ce (Ⅲ)-Ce (Ⅳ)-Ce(Ⅲ)-Ce There are many unsolved problems in the analysis of the causal relationship between the structure and magnetic properties of a square and a wrong body, as well as in the analysis of the stability and stability of an electric and chemical body. This year, CePc2 has been synthesized from Ce (IV) and Ce(Pc)(TPP), and CePc2 has been compared with Ce(IV) and Ce(Pc) in terms of structure and magnetic properties. Comparison of magnetic properties of Square-antiprism coordination environments Ce(Ⅳ)(TPP)(Pc) was synthesized by the reaction of Ce(Ⅳ)(TPP)(Pc) and Ce(Ⅳ). The formation of the reducing element is confirmed by various kinds of measurements, and the single crystal is obtained. The structure analysis of the single crystal is carried out, and the coordination environment of Ce(III) is carried out. The method of electrochemical determination of the crystalline and solid state was established and applied to the next year.