Conversion of magnetic and electrical properties of coordination polymer magnets by a combined external field of light and guest adsorption

通过光和客体吸附的组合外场转换配位聚合物磁体的磁和电特性

基本信息

批准号：
21H01900
负责人：
高坂亘
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Tohoku University
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

2年目となる今年度は，物質吸着と光照射の併用による多孔性磁石の物性制御を行うための磁気測定実験系を構築し，実際にガス雰囲気・温度制御下での光照射実験を行った．実験系の有効性を確認するために，鉄(II)スピンクロスオーバーや，光誘起磁化を示すシアノ架橋型MOF等，過去に光応答性が報告されている化合物を測定試料に用いることで，本研究の目的である「光・物質吸着の複合外場による磁気物性変換」を示唆する結果を得た．また各種分光測定系についても，ガス雰囲気・温度制御下での光照射実験を行い，測定系の有効性について確認した．一方で，測定系の改善すべき点も見いだされており，来期の課題として引き続き取り組んでいく．並行して，多重安定性を示す[Ru2]-TCNQ型多孔性配位高分子磁石の開発や物性測定にも取り組んだ．新たなゲスト応答性多孔性磁石として，[Ru2]-TNCQ層状分子磁石の層間にデカメチルメタロセニウム（[MCp*2], M = Co, Fe, Cr）を挿入したpi-stacked pillared-layer framework (pi-PLF)化合物を用い，CO2吸着に因る磁気相変換を実現した．M = Coの化合物は，ゲスト吸着前はTN = 75 Kの反強磁性体であったが，CO2吸着後はTc = 76 Kのフェリ磁性体へと変化した．結晶構造の検討からはCO2吸着により層間距離が大きく伸長しており，層間距離が磁気秩序の決定に重要な役割を果たしていることが明らかとなった．ガス吸着に伴う構造変化のみに起因する可逆磁気相変換はこれまで例はない．「構造変化」は従来のゲスト応答性磁石における磁気相変換の機構に比べると単純明快な機構であることから，層状構造を持つ他の磁性材料へ幅広く応用可能であると期待され，基礎・応用の両面から意義深い結果だと考えられる．

今年，第二年，我们构建了一个磁性测量实验系统，通过使用材料吸附和光照射来控制多孔磁体的物理性能，并实际上进行了在气体气氛和温度控制下进行光照射实验。为了确认实验系统的有效性，以前据报道具有光疗力的化合物，例如铁（II）旋转跨界和氰基交联的MOF，在测量样本中使用了光诱导的磁化，并在该研究的目的中使用了磁性物理性能的磁性物理性能对光线和物质adsor的磁性磁性进行了磁性。此外，在气体气氛和温度控制下还进行了各种光谱测量系统，并确认了测量系统的有效性。另一方面，在测量系统中需要改进一些领域，我们将继续将其作为下一会计年度的问题。同时，我们还研究了[RU2] -TCNQ型多孔配位聚合物磁体的开发，该聚合物具有多重稳定性和物理性能测量。作为一种新的客人响应性多孔磁铁，将pi堆叠的柱状层框架（PI-PLF）化合物中的化合物（[[MCP*2]，M = CO，Fe，Cr）插入[RU2] -TNCQ层分子磁铁，用于实现磁性相位的磁性相关的[RU2] -TNCQ层分子磁铁之间的层之间插入。 M = CO化合物是一种抗铁磁材料，在来宾吸附前具有Tn = 75 K，但是在二氧化碳吸附后，它转化为带有TC = 76 K的铁磁材料。从晶体结构检查中，揭示了由于CO2的耐磨效果，并且在确定Interlayer距离的范围内，层中的层数极大地延伸到了Interlayerplay的范围内。从来没有仅由与气体吸附相关的结构变化引起的可逆磁相转换。由于“结构变化”是一种简单明了的机制，与宾客响应磁体中磁相转化的常规机制相比，预计它将广泛适用于具有分层结构的其他磁性材料，并且被认为是基本和应用的角度的有意义的结果。