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動的電子状態に基づく強誘電性金属錯体液晶の創製と分子デバイスへの応用

基于动态电子态的铁电金属络合物液晶的制备及其在分子器件中的应用

基本信息

批准号：
20J11519
负责人：
秋吉亮平
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11519/
关键词：
混合原子価錯体液晶特性強誘電特性

项目摘要

本研究では、金属錯体特有の動的電子状態に基づく強誘電体材料の開発を目指した。強誘電体に関する研究は、無機化合物を中心に古くから行われているが、近年では設計の自由度から有機化合物や金属錯体を用いた分子性強誘電体が注目を集める。しかし、従来までの分子性強誘電体の多くは、キラリティーや非対称構造を組み込むなど、高度な分子設計が必要不可欠であった。本研究では、分子内に酸化数が異なる金属イオンを複数有する混合原子価錯体に着目し、構造誘起ではなく電子移動に立脚した強誘電体材料の開発を行った。具体的には、種々の本数の長鎖アルキル基を付与した混合原子価ビフェロセニウム錯体を合成し、液晶特性および強誘電特性の評価を行った。示差走査熱量測定（DSC）ならびに温度可変粉末X線回折測定（VT-PXRD）から、2本の長鎖アルキル基を導入した錯体は液晶特性を示さないが、4本の長鎖アルキル基を導入した錯体は液晶特性を示すことが明らかになった。また、温度可変メスバウアー測定から錯体は昇温に伴って、電子移動速度が飛躍的に大きくなることがわかった。更に、錯体は中心対称性を持つ（空間群P-1）にも関わらず、強い第二次高調波発生（SHG）を示し、中心金属の電子移動が自発分極を誘起していると示唆される。また、強誘電テスター（P-E測定）を用いて、強誘電特性を評価したところ、液晶状態において分極ヒステリシスが観測され、錯体は強誘電特性を示すことが明らかになった。一連の研究成果は、新たな概念の分子性強誘電体の開発に向けて有用な知見を与える。

This study is aimed at the development of ferroelectric materials based on the dynamic electronic state unique to metal complexes. In recent years, the degree of freedom of design of organic compounds and metal complexes has been increased. The molecular structure of the strong electret is not symmetrical, and the molecular design is necessary. In this study, the number of intramolecular acids is different from that of metal ions, and the development of ferroelectric materials is carried out. The specific characteristics of the liquid crystal are as follows: the long-term locking effect of the liquid crystal, the evaluation of the strong inductive property, and the synthesis of the mixed atomic liquid crystal. Differential scanning calorimetry (DSC) and temperature-variable powder X-ray diffraction (VT-PXRD) show the liquid crystal characteristics of the two intrinsic long-term locking groups and the four intrinsic long-term locking groups and the liquid crystal characteristics of the two intrinsic long-term locking groups. The temperature can be changed to determine the temperature of the wrong body, and the speed of electron movement can be increased. In addition, the central symmetry of the dislocation is maintained (space group P-1), and the second high-profile wave generation (SHG) is strongly induced. The electron movement of the central metal is induced by the self-polarization. The strong inductive property (P-E measurement) is evaluated in the liquid crystal state, and the strong inductive property is displayed in the liquid crystal state. A series of research results provide useful insights into the development of new concepts of molecular ferroelectric materials.

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Crystal Structures and Spin crossover of Iron(III) Cocrystal Formed via Halogen Bonding

卤素键形成的铁(III)共晶的晶体结构和自旋交叉

DOI：
10.1246/cl.210101
发表时间：
2021
期刊：
Chemistry Letters
影响因子：
1.6
作者：
Zenno Hikaru;Akiyoshi Ryohei;Nakamura Masaaki;Sekine Yoshitiro;Hayami Shinya
通讯作者：
Hayami Shinya

Ferroelectricity in Mixed-Valence Biferrocenium Salts

混合价二茂铁盐中的铁电性

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryohei Akiyoshi;Masaaki Nakamura;Shinya Hayami
通讯作者：
Shinya Hayami

Orbital Angular Momentum Crossover in 1-D High Spin Cobalt(II) Complex

DOI：
10.1246/cl.200395
发表时间：
2020-06
期刊：
Chemistry Letters
影响因子：
1.6
作者：
Hikaru Zenno;Ryohei Akiyoshi;Masaaki Nakamura;G. G. Morgan-G.;S. Hayami
通讯作者：
Hikaru Zenno;Ryohei Akiyoshi;Masaaki Nakamura;G. G. Morgan-G.;S. Hayami

Double-layered honeycomb architectures constructed via hierarchical self-assembly of hexagonal spin crossover cobalt(ii) metallacycles

通过六方自旋交叉钴(ii)金属环的分层自组装构建双层蜂窝结构

DOI：
10.1039/d0cc02628j
发表时间：
2020
期刊：
Chemical Communications
影响因子：
4.9
作者：
Akiyoshi Ryohei;Kuroiwa Keita;Sakuragi Mina;Yoshimoto Soichiro;Ohtani Ryo;Nakamura Masaaki;Lindoy Leonard F.;Hayami Shinya
通讯作者：
Hayami Shinya

Ferroelectricity in Mixed Valence Biferrocenium Compounds

混合价二茂铁化合物的铁电性