有機-希土類複合系における単分子磁性の光制御を指向した研究

有机稀土复合体系中单分子磁性的光学控制研究

基本信息

批准号：
19018004
负责人：
梶原孝志
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

単分子磁石とは一つの分子が磁石として振る舞う化合物であり,この20年間に分子磁性の分野では最も注目を集めている化合物群である.その合成に際し,大きな基底スピン多重度と容易軸型の磁気異方性の導入・制御が重要であるが,その実現のためには重希土類金属イオン,特にテルビウムやジスプロシウムの利用が有効である.2004年にTb-Cu二核錯体系として初めての単分子磁石が報告されて依頼,今日まで10例ほどの希土類系単分子磁石が報告されている.このような化合物群を対象とし,本課題研究では希土類金属イオンと周囲の金属イオンとの相互作用の解明,光による分子磁性の制御を目指した物質系の創成と、その詳細な物性・機能性の解明を目指し,研究を行った.光による分子磁性の制御を行うためには,希土類系の単分子磁石合成の設計指針の確立,つまり,確実に単分子磁石となりうる条件・ならない条件を明らかにする必要性がある.本研究では構造的にほとんど違いがないのにもかかわらず,単分子磁石として振る舞う錯体・振る舞わない錯体の1対について詳細な磁気挙動の測定を行い,このような違いが希土類金属イオン周りの配位構造の違いに起因する磁気異方性の違いに帰着できることを見出した.その結果,テルビウム(III)イオンは一般に容易軸型の磁気異方性を有すると考えられていたが,配位構造によっては困難軸型ともなりうること,また,容易軸型の異方性についても,結晶場構造の設計によりその特性を強化することが可能なことを見出した.以上の結果より,分子構造の設計に基づいて単分子磁石挙動を制御するための設計指針を示すことに成功した.

单分子磁铁是分子作为磁体的表现的化合物，并且是过去20年来吸引分子磁性领域最受关注的化合物。在合成中，对大基底自旋多重性和易于轴磁各向异性的引入和控制很重要，但是使用重的稀土金属离子，尤其是terbium和dysprosium，对实现这一目标有效。在2004年，据报道了TB-CU双核复合物系统中的第一个单分子磁铁，迄今为止，已经报道了大约10个稀土单分子磁铁。在这项研究中已经研究了这组化合物，旨在阐明稀土金属离子与周围金属离子之间的相互作用，创建旨在通过光控制分子磁性的材料系统，并阐明其详细的物理特性和功能。为了通过光控制分子磁性，我们进行了研究。有必要建立合成的设计指南，也就是说，澄清可以而且将无法成为单分子磁体的条件。在这项研究中，尽管结构上的差异很小，但我们测量了作为单分子磁体的一对复合物的磁性行为，并发现这些差异可以归因于磁各向异性的差异是由稀土金属离子周围协调结构差异引起的。结果，我们发现通常认为Terbium（III）离子具有易于轴型磁各向异性，但是根据协调结构，它也可能是困难的轴类型，并且可以通过设计晶体场结构来增强易于轴型各向异性的特性。从以上结果来看，我们成功地提供了一个设计指南，以基于分子结构的设计来控制单分子磁铁行为。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A Remarkable Ni^<II>Au^I Coordination System of D-Penicillaminate Showing Multiply Switching Behavior in Color, Magnetism, and Chirality

D-青霉胺的显着 Ni^<II>Au^I 配位体系在颜色、磁性和手性方面表现出多重转换行为

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Angew. Chem. Int. Ed. 46
影响因子：
0
作者：
梶原孝志;他
通讯作者：
他

遷移金属・希土類金属混合クラスター錯体の合成と磁気的性質

过渡金属/稀土金属混合簇配合物的合成及磁性能

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
梶原孝志;他;梶原孝志
通讯作者：
梶原孝志

4f-3d混合金属クラスター錯体の合成・構造と単分子磁石的挙動

4f-3d混合金属簇配合物的合成、结构及单分子磁行为

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
葭川充江;武田隆史;吉川信一;梶原孝志;Tsutomu Ishimasa;高田和典;Hirotoshi Yamada;A. Sakuda;高田和典;梶原孝志
通讯作者：
梶原孝志

分子構造制御によるLn-Cu単分子磁石挙動の発現

通过控制分子结构表达Ln-Cu单分子磁体行为

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
梶原孝志;他;T.Kajiwara et al.;T.Kajiwara et al.;T.Kajiwara et al.;T.Kajiwara et al.;T.Kajiwara et al.;T.Kajiwara et al.;梶原孝志
通讯作者：
梶原孝志