外的刺激で磁気構造の変化する4f-3d-2pヘテロスピン系磁性体の構築

磁性结构随外部刺激变化的4f-3d-2p异自旋磁性材料的构建

基本信息

批准号：
21K14604
负责人：
金友拓哉
金额：
$ 3万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

本研究では、希土類（4fスピン）および第1遷移金属（3dスピン）イオンと有機ラジカル（2pスピン）を使用した新奇4f-3d-2pヘテロスピン系の開発を目指す。分子性磁性体はスピン源の自由な選択や構造の多様性などが特徴であり、本スピン系は1つの分子に化学的性質が異なる3つのスピン系が共存している。本研究では、各スピン種を単に1つの分子に内包するのではなく、可逆的な磁気構造の変化を示す新奇機能性材料への応用を考慮した分子設計の下、4f-3d-2pヘテロスピン系の構築を目指す。本目的の達成に向けて、テルピリジンの5,5”位にニトロキシド（NO）基を導入した5tpybNO（2pスピン）に着目して、3d金属および4f金属との錯形成を試みる。本研究では、5tpybNOと3d金属イオンから成る錯体を金属配位子として合成した後、4f金属イオンと錯形成を行う。これまでZn(II)、Cu(II)、Co(II)イオンとの3d-2p系錯体の合成に成功しており、本研究では新たにMn(II)イオンとの錯形成に成功した。これまで同様、テルピリジン部位が選択的に配位する構造であった。また、ML比1/2のCo(II)錯体では、中心金属の可逆的なスピン状態の変化（SCO）に加えて、末端NO基の分子間接触を介した二量体形成によるスピン平衡が発現し得る。本研究では[Co(5tpybNO)2]２＋錯体の結晶化条件を詳細に検討することで、分子間の接触サイトを制御することに成功した。最後に、主目的である4f-3d-2p系においては、Zn-5tpybNO金属配位子とDyイオン（4f）の錯形成から、NO部位によるDyイオンへの配位は見られなかったものの、共結晶が得られた。今後、結晶化条件や4f金属イオン周りの対アニオンの変更から目的の錯体の合成を試みる。

在这项研究中，我们旨在使用稀土（4F旋转）和第一过渡金属（3D旋转）离子和有机自由基（2p旋转）开发一种新型的4F-3D-2P杂种系统。分子磁性材料的特征是自旋源在结构中的自旋源和多样性，在这种自旋系统中，具有不同化学特性的三个自旋系统在一个分子中共存。在这项研究中，我们旨在构建一个4F-3D-2P杂种系统，而不是简单地将每个自旋物种封装在一个分子中，而是专注于在磁性结构上表现出可逆变化的新型功能材料上的应用。为了实现这一目标，我们将专注于5tpybno（2p旋转），其中在terpyridine的5,5英寸位置引入硝基（NO）组，并尝试与3D金属和4F金属一起形成复合体。在这项研究中，在这项研究中，这是一个由5TPYBNO和3D金属型组成的复合物，然后是Metals Inf and Metallied，然后是金属型，然后是金属的复合物，然后是金属的复合物，然后是金属的复杂性。与Zn（II），Cu（II）和CO（II）离子合成的3D-2P复合物，在本研究中，我们像以前一样成功地形成了Mn（II）离子的复合物。平衡可以通过二聚体的形成通过末端NO组的分子接触，我们通过检查[CO（5TPYBNO）2] 2+复合物的结晶条件，成功地控制了分子之间的接触位点。最后，在4F-3D-2P系统中，获得了主要目标，尽管从Zn-5tpybno金属配体的复合形成和染色离子（4F）中没有观察到与NO位点的协调。我们将尝试通过更改结晶条件和4F金属离子周围的结晶阴离子来综合所需的复合物。