Study on Correlation between Magnetism and Electrical Conductivity in Electro-oxidized Actinide Phthalocyanine Complexes

电氧化锕系酞菁配合物磁性与电导率相关性研究

• 批准号: 21K14644
• 负责人: 田端 千紘
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency (2022)Kyoto University (2021)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14644/
• 关键词: ウラン磁性体; 構造解析; 結晶構造解析; 帯磁率; アクチノイド; 磁性; 錯体

ウランフタロシアニン錯体の一つである、サンドイッチ構造をもつ4価ウランフタロシアニン錯体UPc2について、中性種とカチオン種を合成し、結晶構造を決定し、（中性種についてのみ）中心金属であるウランイオンが示す磁性を調べた。中性種に関しては従来報告されていた構造と同じ構造であることが同定され、カチオン種に関しては過去に合成の報告が無い[UPc2][BF4]の結晶構造を初めて決定した。いずれもサンドイッチ状のUPc2分子が積層した層状構造をとることが確認された。中性種の磁気感受率の測定結果について結晶場解析を行い、擬縮退した2準位に由来するキュリー常磁性を低温まで示すことを明らかにした。さらに、第一原理計算による構造最適化を行い、カチオン種においてのみ、X線構造解析から決定した分子構造から大きく湾曲した構造が示唆され、結晶化に伴う強いパッキングの効果の存在が示された。これらの結果は2023年1月にJournal of Molecular Structure誌に掲載許可され、2023年4月に出版された。上記の研究結果を受けて、層状構造を有するウラン化合物におけるウランイオンが示す磁性をさらに詳細に調べるために、中性子散乱実験の実施に向けた準備を開始した。はじめに実験条件等の最適化のため、関連化合物としてハニカム層状構造をとるU2Pt6Ga15の中性子散乱実験を実施した。実験の結果、比較的少量の試料でも磁性由来の信号が観測可能であることがわかった。得られた磁気散乱の回折パターンを群論的手法を援用し解析することで、本物質の低温の磁気構造の決定に成功し、この成果について2022年8月に開催された国際学会で口頭発表を行った。論文投稿については現在準備中であり、2023年度前期を目処に国際雑誌に投稿予定である。同型化合物のU2Pt6Al15についても同様にデータを取得し、現在解析中である。

The structure of the crystal is determined by the composition of neutral species, the crystal structure is determined, and the magnetic properties are modulated by the central metal. The structure of neutral species is reported to be identical to that of neutral species. The structure of neutral species is reported to be identical to that of neutral species. The structure of neutral species is reported to be identical to that of neutral species. The UPC2 molecules are layered. The results of magnetic susceptibility measurement of neutral species show that the crystal field analysis is in the middle of the process, and the crystal field analysis is in the middle of the process. In addition, first-principle calculation, structural optimization, X-ray structural analysis, determination of molecular structure, crystallization, and existence of strong molecular structure results are also discussed. The results were published in January 2023 in the Journal of Molecular Structure. The results of the above study are summarized as follows: 1. The layered structure is prepared for the detailed adjustment of the magnetic properties of the compound. 2. The optimization of the conditions for the formation of the complex and the implementation of the intermediate dispersion of the related compounds with layered structure U2Pt6Ga15 The results of the experiment and the comparison of a small number of samples make it possible to detect the signal of magnetic origin. The method of group theory for magnetic scattering and reflection was successfully applied to the determination of low temperature magnetic structure of this substance. The results were published in August 2022 by the International Society for Oral Research. Paper submission is currently under preparation, and submission is scheduled for the early part of 2023. U2Pt6Al15 isotype compounds were obtained and analyzed.

项目成果

ウランフタロシアニン錯体の結晶構造と磁性

铀酞菁配合物的晶体结构和磁性

• 发表时间: 2021
• 作者: Yoshihiro Sekine;Shinya Hayami;Chihiro Tabata;Chihiro Tabata;田端千紘
• 通讯作者: 田端千紘

Magnetic Order in Honeycomb Layered U2Pt6Ga15 Studied by Resonant X-ray Scattering

共振 X 射线散射研究蜂窝层状 U2Pt6Ga15 中的磁序

• 发表时间: 2022
• 作者: Nagele Chris;Umeda Hideyuki;Takahashi Koh;Yoshida Takashi;Sumiyoshi Kohsuke;Chihiro Tabata
• 通讯作者: Chihiro Tabata

Resonant X-ray Scattering Study of 5f-electrons in uranium intermetallics

铀金属间化合物中5f电子的共振X射线散射研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Akahoshi Yutaro;Aoki Sinya;Aoyama Tatsumi;Kanamori Issaku;Kanaya Kazuyuki;Matsufuru Hideo;Namekawa Yusuke;Nemura Hidekatsu;Taniguchi Yusuke;Chihiro Tabata
• 通讯作者: Chihiro Tabata

Crystallographic and/or magnetic properties of neutral and cationic uranium(IV) sandwiched phthalocyanine complexes

中性和阳离子铀（IV）夹层酞菁络合物的晶体学和/或磁性

• DOI: 10.1016/j.molstruc.2022.134870
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Molecular Structure
• 影响因子: 3.8
• 作者: Tabata Chihiro;Watanabe Hirohito;Shirasaki Kenji;Sunaga Ayaki;Fukuda Takamitsu;Li Dexin;Yamamura Tomoo
• 通讯作者: Yamamura Tomoo

放射光・中性子の相補利用によるアシンメトリ量子の観測

通过同步加速器辐射和中子的互补使用来观察不对称量子

• 发表时间: 2023
• 作者: Sekine Yoshihiro;Nakamura Rikuto;Akiyoshi Ryohei;Hayami Shinya;田端千紘
• 通讯作者: 田端千紘