磁気異方性軸の制御を目指した新規ヘテロスピン系ナノ磁性体の構築研究

以控制磁各向异性轴为目标的新型异自旋纳米磁性材料的构建研究

基本信息

  • 批准号:
    13J00247
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2013-04-01 至 2016-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

我々は、有機スピンと3d遷移金属から構成されるヘテロスピン分子磁性体に関する構造と磁気的性質を研究してきた。ヘテロスピン三重項カルベン-コバルト錯体において、多核3d金属錯体を上回る磁気的性質を有する単分子磁石を構築してきた。このことは、有機のスピンが効果的に単分子磁石の量子トンネル効果を抑制するためであると考えている。今まで、単分子磁石構築の分子設計として重要視されたのは、1)磁気異方性の大きさと2)スピン量子数の大きさであったが、我々のヘテロスピン系の知見から、1)2)だけではなく、3)量子トンネル効果の抑制、4)磁気異方性の方向、があわせて重要となることを我々は提案している。今回、より高機能な単分子磁石、一次元鎖磁石などの量子磁石を構築するため、1)から4)の条件に合致する、「有機スピンを用いた2p-4fヘテロスピンランタニド一次元鎖錯体」を提案した。そのモデル化合物として、二核の三重項カルベン-Tb,  -Dyをそれぞれ合成し、磁気的性質を明らかとした。その結果、2p-4fヘテロスピン系に初めて強磁性的に相互作用するスピン系を見出し、温度に依存する遅い磁気緩和が観測されたことから目的とするヘテロスピン単分子磁石の構築が明らかとなった。また、得られた磁気パラメータから、比較的強い三重項カルベンとLnの磁気的相互作用が起因となった効果的な量子トンネル効果抑制が明らかとなった。そこで最終目的である、一次元鎖へ拡張するため、三重項カルベン、Tb, Dyを用いて、得られた錯体の構造と磁性を明らかとした。その結果、一次元鎖方向に三重項カルベンとLnが磁気的相互作用することが明らかとなり、世界で初めて一次元鎖内で有機スピンとLnが強磁性的に相互作用した錯体の例であった。前記二核錯体と比べて磁気パラメータが大きくなっていたことから、高機能の量子磁石が構築できたと考えている。
我们研究了由有机自旋和3D过渡金属组成的杂种分子磁体的结构和磁性。在杂种三胞胎碳纤维复合物中,单分子磁体的构造具有超过多核3D金属配合物的磁性特性。这被认为是因为有机自旋有效地抑制了单分子磁体的量子隧穿效应。到目前为止,分子设计对单分子磁铁结构的重要性是1)磁各向异性的大小和2)自旋量子数的幅度,但是从我们对杂种系统的发现,我们不仅提出1)2)2)2),而且3)量子隧道效应的抑制以及4)磁各向素质方向也很重要。为了构建更多功能性的量子磁铁,例如单分子磁体和一维链磁体,我们提出了使用有机旋转的“ 2p-4f杂种灯笼一维链络合物”,该复合物使用有机旋转1)至4)。作为模型化合物,分别合成了双核三重核Carbene -TB和-DY,以揭示其磁性。结果,发现了第一次与2p-4f杂种系统相互作用的自旋系统,并观察到缓慢的温度依赖性磁弛豫,从而揭示了所需的杂种单分子磁铁的构建。此外,获得的磁参数揭示了由三胞胎和LN之间相对较强的磁相互作用引起的量子隧穿的有效抑制。因此,为了扩展到一维链的最终目标,使用三元组卡宾,结核和DY来阐明所获得的复合物的结构和磁性。结果,据揭示了三胞胎碳和LN在一维链方向上磁相互作用,这是世界上第一个在一维链中在有机旋转和LN相互作用的复合物。据认为,由于磁参数大于双核络合物,因此可以构造高功能量子磁铁。

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)
光応答型架橋配位子を用いたヘテロスピンLn(III)錯体の構造と磁気的性質
使用光响应桥配体的异旋Ln(III)配合物的结构和磁性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    関澤一之;矢花一浩;榧木 亨;村島 健介
  • 通讯作者:
    村島 健介
光応答型ヘテロスピンLn(III)二核錯体の構造と光照射前後の磁性
光响应异自旋Ln(III)双核配合物的结构及光照射前后的磁性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shigekazu Ito;Yasuhiro Ueta;Trang Thi Thu Ngo;Koichi Mikami;村島健介・唐澤 悟・古賀 登
  • 通讯作者:
    村島健介・唐澤 悟・古賀 登
Influence of Diamagnetic Chelating Ligand (L) on Spin Exchange Couplinh in Heterosoin Chain Complexes
抗磁性螯合配体(L)对杂链配合物中自旋交换耦合的影响
  • DOI:
    10.1016/j.poly.2013.04.005
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    K. Murashima;et al.
  • 通讯作者:
    et al.
Crystal structures and magnetic properties of photoresponsive 2p-4f heterospin complexes
光响应2p-4f异旋配合物的晶体结构和磁性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kensuke Murashima;Satoru Karasawa;Noboru Koga
  • 通讯作者:
    Noboru Koga
光応答型2p-3d-4fヘテロスピン一次元鎖錯体の構造と磁気的性質
光响应2p-3d-4f异旋一维链配合物的结构和磁性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    村島健介;唐澤悟;古語登
  • 通讯作者:
    古語登
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    畑島 悠介;加賀山 朋子;清水 克哉;村島 健介;村上 睦明
  • 通讯作者:
    村上 睦明

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    2010
  • 资助金额:
    $ 1.73万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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