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

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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．