ランタノイド－フタロシアニン系単分子磁石の多重機能化

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本研究では、化学的に安定でスピン反転のエネルギー障壁が大きい、ランタノイド-フタロシアニン系単分子磁石に注目して研究を行っている。これまでに合成された様々なランタノイド（III）-フタロシアニン単分子磁石のNMRスペクトルから、本系における常磁性シフトの解析が確立されつつある。本系の常磁性シフトは、観測核とランタノイドイオンの相対位置(Gパラメーター)に大きく依存する擬コンタクトシフトが支配的である。すなわち、シグナルが正しく帰属できると、常磁性シフトの値と分子の構造から、磁化率異方性テンソルの成分を計算することができる。本研究では、テルビウム(III)-フタロシアニントリプルデッカー、テルビウム(III)-縮環フタロシアニントリプルデッカー型錯体の、二つの単分子磁石の磁化率異方性テンソルのアキシャル成分を比較した。同テンソルのアキシャル成分とスピン反転のエネルギー障壁の起源はランタノイドイオンの配位子場分裂によるものであるから、同テンソルのアキシャル成分は単分子磁石の一軸異方性の度合いを示す指標となり得る。この二つの単分子磁石には、同じGパラメーターを持ったプロトンがそれぞれ存在している。つまり、これらのプロトンの常磁性シフトを比較した場合、その度合いは分子の一軸性にのみに依存するということである。実際の化学シフトの値を比べると、縮環フタロシアニントリプルデッカーのプロトン方がより負の方向にシフトしていた。これは、この錯体の一軸磁気異方性がフタロシアニントリプルデッカーよりも大きいことを示している。つまり、この差は両者の一軸異方性の度合い、即ち、単分子磁石特性の差異を示していると考えられる。これは、単分子磁石特性を、室温付近の測定で評価できたことを示している。