両親媒性配位子を用いた裏表を有する薄膜状配位高分子の運動機能性と磁気特性

使用两亲配体的具有正面和背面的薄膜状配位聚合物的动力学功能和磁性

• 批准号: 21K14645
• 负责人: 堀井 洋司
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Nara Women's University
• 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-21K14645/
• 关键词: ナノ薄膜; 単分子磁石; 分子ローター; ２次元薄膜; 金属有機骨格; ２次元配位高分子

本研究では、親水-疎水性部位を有する両親媒性の機能性配位子を用い、気液あるいは液液界面における金属イオンとの反応を利用することで、機能性ナノ薄膜の構築を行った。本配位子は、分子内に回転部位を有する分子ローターとしてふるまうばかりでなく、優れた性能を有する単分子磁石としても動作する。本研究の結果、当初の目的の１つである単分子磁石からなるナノ薄膜の構築に成功した。この薄膜は、磁気記録媒体に有利な垂直磁気異方性を有しており、単分子磁石を情報記録デバイスへ応用するための足掛かりとなる成果である。また、機能性配位子へのかさ高い置換基の導入によって、分子配列様式が密な構造から疎な構造へと変化することを明らかにした。粉末X線回折および表面圧測定から予想される構造では、いずれの構造においても分子同士が薄膜内で近接しており、分子ローター部位が歯車のように噛み合っていることが示唆された。また、垂直磁気異方性の度合い、および単分子磁石の性能は、置換基のかさ高さの増大に伴い向上する傾向があることを軟X線磁気円二色性および磁化率測定により見出し、分子修飾に伴う磁気特性の変調が可能であることを明らかにした。本研究のような、分子ローターが高密度に集積した特異な構造、および単分子磁石特性を有する２次元配位高分子は前例がない。また、超分子化学を利用した分子ローターおよび分子磁性体の集積手法として本研究が有用であることを示した。

In this study, the hydrophilic and hydrophilic sites were used to construct functional ligands, and the liquid-liquid interface was used to construct functional thin films. The ligand has molecular properties such as molecular magnetism and molecular magnetism. As a result of this study, the first goal of this study was to successfully construct a thin film with a single molecular magnet. This thin film magnetic recording medium has the advantage of perpendicular magnetic anisotropy, and the single molecular magnet is used for information recording. Moreover, with the introduction of high-level substituent groups for functional ligands, it has been made clear that the molecular arrangement pattern can be closely structured and changed. Powder X-ray reflection and surface pressure measurement are expected to be performed in the structure of the film, in the structure of the film, in the vicinity of the film, in the position of the film, in the structure of the film. The magnetic properties of the magnetic field, perpendicular magnetic anisotropy, and molecular magnets tend to increase with the increase in the substitution base. The magnetic properties of soft X-ray magnetic dichroism and magnetic susceptibility measurements show that molecular modification is possible with the adjustment of magnetic properties. In this study, the molecular structure of the polymer is characterized by high density, aggregation, and magnetic properties. This study demonstrates the usefulness of supramolecular chemistry.

项目成果

Construction of a two-dimensional metal-organic framework with perpendicular magnetic anisotropy composed of single-molecule magnets

由单分子磁体组成的具有垂直磁各向异性的二维金属有机骨架的构建

• DOI: 10.1039/d2tc04963e
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Materials Chemistry C
• 影响因子: 6.4
• 作者: Aratani Ikumi;Horii Yoji;Takajo Daisuke;Kotani Yoshinori;Osawa Hitoshi;Kajiwara Takashi
• 通讯作者: Kajiwara Takashi

Tow-dimensional MOFs Composed of Single-Molecule Magnets

由单分子磁体组成的二维MOF

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoji Horii;Ikumi Aratani;Daisuke Takajo;Takashi Kajiwara
• 通讯作者: Takashi Kajiwara

Structural and Magnetic Study for Two-dimensional Metal-Organic Frameworks Composed of Single-Molecule Magnets

单分子磁体组成的二维金属有机框架的结构和磁性研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoji Horii;Ikumi Aratani;Takashi Kajiwara
• 通讯作者: Takashi Kajiwara

Insight into the Gd-Pt Bond: Slow Magnetic Relaxation of a Heterometallic Gd-Pt Complex

深入了解 Gd-Pt 键：异金属 Gd-Pt 络合物的慢磁弛豫

• DOI: 10.1246/bcsj.20210429
• 发表时间: 2022
• 期刊: Bulletin of the Chemical Society of Japan
• 影响因子: 4
• 作者: Yoshida Takefumi;Shabana Ahmed;Zhang Haitao;Izuogu David Chukwuma;Sato Tetsu;Fuku Kentaro;Abe Hitoshi;Horii Yoji;Cosquer Goulven;Hoshino Norihisa;Akutagawa Tomoyuki;Thom Alex J. W.;Takaishi Shinya;Yamashita Masahiro
• 通讯作者: Yamashita Masahiro

バナジルポルフィリン錯体における相状態とスピン緩和時間の関連性

氧卟啉配合物相态与自旋弛豫时间的关系

• 发表时间: 2021
• 作者: 堀井洋司;牧野百;山本太郎;辰巳翔一;鈴木晴;梶原孝志;山下正廣
• 通讯作者: 山下正廣