炭化鉄クラスターの精密合成法開発と異常磁性の解明

碳化铁团簇精密合成方法的发展及反常磁性的阐明

• 批准号: 21H01756
• 负责人: 脇坂 聖憲
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Chitose Institute of Science and Technology (2023)Tohoku University (2021-2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01756/
• 关键词: 金属炭化物; クラスター; 磁性; 多核錯体; ナノ粒子; 炭化鉄; サブナノ; ナノ磁性; ナノ磁石; グラファイト; 表面

ハードディスク等の磁気記録メモリの素子にはナノ磁石が用いられている。記録密度を向上するにはナノ磁石の更なる微細化が求められるが、磁石をサブナノサイズまで小さくすると、超常磁性と呼ばれる磁気現象により磁極の向きが不安定になり、磁石として働かなくなるというのが定説とされる。しかし本研究は、サブナノサイズまで小さくした炭化鉄微粒子が室温でも磁気ヒステリシスを示すことを見つけた。そのメカニズムは未だ不明であるが、炭化鉄クラスターと担体のグラファイトとの相互作用が重要と考えられる。一方で、これまでに炭化鉄クラスターの前駆体として用いたデンドリマー錯体はグラファイト担体への担持量を極めて疎にしなければならなず、磁気測定の精度に課題があった。また、原子レベルで平坦なグラファイト基盤への担持も困難であった。そこで本課題では、炭化鉄クラスターの新しい精密合成法の開発と磁気メカニズムの解明を目的とする。本年度は、炭化鉄クラスターの新しい精密合成法を開発すべく、溶媒に可能な多座配位子の合成と錯形成挙動の解明を行った。1,2,4,5-ベンゼンテトラミン八酢酸ターシャリーブチルエステルを合成し、極性溶媒中のUV-visタイトレーション実験により、Mn(II), Fe(III), Co(II), Ni(II), Zn(II)と錯形成することを確認した。特に、Fe(III)との錯形形成では等吸収点シフトが観測され、配位子の２つのサイトに段階的に錯形成することを明らかにした。

The magnetic recording medium such as the magnetic recording medium is used for the magnetic recording medium. The recording density is higher than that of the magnetic field. In this study, the magnetic properties of carbonized iron particles at room temperature were studied. The interaction between the carrier and the hydrocarbon is important. The accuracy of the measurement of the magnetic field is a problem in the determination of the amount of carbon precursor and the amount of carrier. It is difficult to support the basic disk. The purpose of this project is to develop a new method for the precise synthesis of carbonized iron and its magnetic properties. This year, a new method for the precise synthesis of iron carbide was developed, and a solution for the possible synthesis and dislocation formation of multi-site ligands in solvents was developed. The synthesis of 1,2,4,5-benzene-triacetic acid and the formation of Mn(II), Fe(III), Co(II), Ni(II), Zn(II) in polar solvents were confirmed. In particular, Fe(III) and the formation of dislocation are the same absorption point, and the formation of dislocation in the second stage of ligand is obvious.

项目成果

Ni(III) Mott-Hubbard-like State Containing High-Spin Ni(II) in a Semiconductive Bromide-Bridged Ni-Chain Compound

半导体溴化桥镍链化合物中含有高自旋 Ni(II) 的 Ni(III) 莫特哈伯德态

• 发表时间: 2022
• 期刊: Inorganic Chemistry
• 影响因子: 4.6
• 作者: M. Wakizaka;M. R. Mian;T. Yoshida;T. Sato;H. Tanaka;T. Miyamoto;H. Okamoto;S. Takaishi;H. Iguchi;and M. Yamashita
• 通讯作者: and M. Yamashita

Trimetallic Mixture of Ni(III), Pd(III) and Au(III) Ions in a Molecule-Based Bromide-Bridged MX-Chain Compound

基于分子的溴化桥 MX 链化合物中 Ni(III)、Pd(III) 和 Au(III) 离子的三金属混合物

• DOI: 10.1246/bcsj.20220137
• 发表时间: 2022
• 期刊: Bulletin of the Chemical Society of Japan
• 影响因子: 4
• 作者: Wakizaka Masanori;Wu Hashen;Li Zhao-Yang;Iguchi Hiroaki;Takaishi Shinya;Yamashita Masahiro
• 通讯作者: Yamashita Masahiro

Particle-size-dependent transformation between Mo carbide and oxycarbide at 1.3 nm

1.3 nm 处碳化钼和碳氧化物之间的粒径依赖性转变

• 发表时间: 2021
• 作者: Tanabe Yoichi;Ito Yoshikazu;Sugawara Katsuaki;Jeong Samuel;Ohto Tatsuhiko;Nishiuchi Tomohiko;Kawada Naoaki;Kimura Shojiro;Aleman Christopher Florencio;Takahashi Takashi;Kotani Motoko;Chen Mingwei;Masanori Wakizaka
• 通讯作者: Masanori Wakizaka

Macro- and atomic-scale observations for one-dimensional heterojunction in a nickel and palladium nanowire complex

镍和钯纳米线复合物中一维异质结的宏观和原子尺度观察

• 发表时间: 2021
• 作者: Masanori Wakizaka;Hiroaki Iguchi;Shinya Takaishi;Masahiro Yamashita
• 通讯作者: Masahiro Yamashita

Intramolecular Ferromagnetism in Di‐Nuclear 3d‐Transition‐Metal Single‐Molecule Magnets by Pseudo‐Serial Arrangement

通过伪串联排列双核 3d 过渡金属单分子磁体中的分子内铁磁性

• DOI: 10.1002/chem.202203421
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemistry - A European Journal
• 作者: Wakizaka Masanori;Sato Tetsu;Yoshino Yuko;Takaishi Shinya;Yamashita Masahiro
• 通讯作者: Yamashita Masahiro