Development and study of new pyroelectric / ferroelectric molecular materials based on intramolecular electron transfer

基于分子内电子转移的新型热电/铁电分子材料的开发与研究

基本信息

批准号：
21K05086
负责人：
金川慎治
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu 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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の2つの重点課題のうち、課題①「キラリティを用いた非対称、擬対称分子結晶の作成と合成的手法による機能制御」について、昨年度までに合成した配位子を用いた複核錯体の各種異性体の合成と評価を行った。二つのメチル基を導入したキラル環状四座配位子LMe2と無修飾の環状配位子L及び2種類の金属イオンの組み合わせからは4組のエナンチオマーからなる8種の異性体が考えられることから、これらについて網羅的に検討した。目的とする非対称な構造を有する異核複核錯体として[CrCo]複核錯体の合成に成功した。磁気測定を行うことにより、一般的にCoにLMe2が配位した錯体においては分子内電子移動(原子価互変異性)を示さない傾向があることが明らかになった。課題②「分子内電子移動に基づく焦電・強誘電特性の評価と新物性」については主として[CoGa]複核錯体の光誘起焦電効果について検討した。異核複核錯体[CoGa]は極性点群で結晶化した原子価互変異性錯体であり、磁性の光応答性を示すことをこれまでに見出していた。新たに焦電性の光応答性を測定するために、その測定手法の開発を含めて検討を行った。光ファイバーを導入した新たなサンプルホルダーを作成し、光透過性のあるサンプルマウント等各種検討を行った結果、少なくとも定性的な焦電効果の光応答性の測定が可能になった。光照射前後での焦電測定から得られた、[CoGa]の分極変化の温度依存性は磁気・光磁気測定で得られた磁化率の温度変化とよく一致していた。このことから、個々の分子で起こっている分子内電子移動による磁性（スピン状態）の変化と、バルク結晶でみられる分極変化（電荷の分布）は光誘起による準安定状態においてもよく対応していることが明らかになった。

在本研究的两个关键问题（第1期）中，“使用手性和使用合成方法的功能控制创建不对称和假对称分子晶体”，以使用合成的配体合成二核复合物的各种异构体，以合成和评估二年合成的二核复合物的各种异构体。可以从手性环状配体LME2的组合中考虑由四个对映异构体组成的八个异构体，这些异构体已与两个甲基一起引入，以及未修改的环状配体L和两个金属离子，并且经过了全面检查。我们已经成功地将[CRCO]双核复合物合成为异核复合物，具有所需的不对称结构。磁测量已显示出来表明，通常，LME2与CO坐标的复合物倾向于不表现出分子内电子转移（Valence互变异症）。问题2：“基于分子内电子转移和新特性的载上电和铁电特性的评估”主要研究了[COGA] DIN核复合物的光诱导的pyroelectric效应。异核双核络合物[COGA]是一种价互变异群复合物，并用极点云结晶，并已发现具有磁光回应性。为了衡量高电特性的光呼应性，我们进行了一项研究，包括开发测量方法。用光纤创建了一个新的样品持有人，并进行了各种研究，例如光线传输的样品架，因此，可以至少测量pyroelectrics效应的定性光反应。在光照射之前和之后，从高电测量中获得的[COGA]的极化变化的温度依赖性与通过磁和磁光测量值获得的磁敏感性的温度变化非常吻合。这表明，由分子内分子中发生的磁（自旋状态）变化（旋转状态）发生，并且在散装晶体中看到的极化变化（电荷分布）与光诱导的亚稳态状态很好地对应。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Molecular Pyroelectricity via Directional Electron Transfer in Polar Crystals

极性晶体中定向电子转移的分子热释电

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Pritam;S.; Sato;O; Kanegwa;S.; Wu;SQ.
通讯作者：
SQ.

Macroscopic Polarization Change of Mononuclear Valence Tautomeric Cobalt Complexes Through the Use of Enantiopure Ligand

通过使用对映体纯配体改变单核价互变钴配合物的宏观偏振

DOI：
10.1002/chem.202202161
发表时间：
2022
期刊：
Chemistry ? A European Journal
影响因子：
0
作者：
Cheng Feng;Wu Shuqi;Zheng Wenwei;Su Shengqun;Nakanishi Takumi;Xu Wenhuang;Sadhukhan Pritam;Sejima Hibiki;Ikenaga Shimon;Yamamoto Kaoru;Gao Kaige;Kanegawa Shinji;Sato Osamu
通讯作者：
Sato Osamu

非対称構造を持つ新規[CrCo]複核錯体の合成と動的電子物性

一种新型不对称结构[CrCo]双核配合物的合成及动态电子性质