パルスESR法を用いた過渡的電子スピン章動分光法による多重項スピン状態の研究

脉冲ESR法瞬态电子自旋章动光谱研究多重自旋态

• 批准号: 07740468
• 负责人: 佐藤 和信
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740468/
• 关键词: パルスESR; フーリエ変換ESR; 過渡的章動; 高スピン有機分子; スピンニューテーション; 微細構造

分子磁性体の研究分野において困難になりつつある物性評価を正確に行うため、新しい方法としてパルスESRを用いた過渡的電子スピン章動分光法を開発し、その有用性を検証する目的でMgO粉末中のCr(III)イオンや安定なπアリール型高スピン有機分子に適用した。その結果、以下に示すように従来のcw-ESR法では得ることができなかった新しい電子状態に関する知見を得た。過渡的電子スピン章動の測定には、Bruker社製ESP380E分光器を使用し、温度制御のためにターボ分子ポンプ(購入備品)を組み込んだクライオスタット断熱部を構成することにより液体ヘリウムの温度領域(〜4K)で測定を行った。1.MgO粉末中に希釈されたCr(III)イオンに過渡的電子スピン章動分光法を適用し、従来のcw-ESR法では線幅内に隠れているためにMgOの高い対称性から零であると長年思われてきたCr(III)イオンの微細構造定数が実際は有限の値をもち、MgOの格子が歪んでいることを明らかにした。さらに、密度行列法を用いて時間に依存する運動方程式を厳密に取り扱うことにより、観測されたMgO中Cr(III)のフーリエ変換章動スペクトルからMgO中Cr(III)の微細構造定数の大きさを見積もった。2.室温で安定なπアリール型高スピン有機分子に過渡的スピン章動分光法を適用し、章動周波数が多重項分子の有効電子スピン量子数S、Msに依存することを利用して有効スピン量子数を直接的に決定した。πアリール型の分子は立体障害によりその分子構造がかなり歪んでいることが予測されるが、分子の多重項状態の形成が証明されたことによりπ共役系におけるトポロジー的スピン整列機構が非常に強固なものであることを立証した。

The research on molecular magnetic materials is difficult to carry out correctly, and new methods are used to develop and prove the usefulness of ESR transition electron spectroscopy. Cr(III) in MgO powder is suitable for organic molecules. The following results show that the cw-ESR method can be used to determine the electronic state. The measurement of electron nutation of transition is carried out by using Bruker ESP 380E spectrometer, temperature control and molecular composition (purchased spare). The liquid temperature range (~ 4K) is measured. 1. MgO powder in the hope of Cr(III) in the transition of electron nutation spectroscopy method is applicable, the cw-ESR method from the future, MgO in the line amplitude, high symmetry, zero, long years of thinking, Cr(III) in the fine structure of the fixed number of time, MgO lattice deviation, time limit. In addition, the density matrix method is used to determine the time-dependent equation of motion. 2. Room temperature stable π-type high temperature organic molecules in the transition of the nutation spectroscopy method is applicable, nutation cycle number of molecules with multiple terms of the electron quantum number S, Ms dependence on the use of the quantum number of direct determination The molecular structure of π-type molecules is very strong and the formation of multiple term states is proved.

项目成果

塩見 大輔: "FT pulsed and cw EPR studies of stable molecular spin crystals" Molecular Crystals and Liquid Crystals. 271. 173-182 (1995)

Daisuke Shiomi：“稳定分子自旋晶体的 FT 脉冲和连续 EPR 研究”《分子晶体和液晶》271. 173-182 (1995)。

福澤 明: "Electronic and molecular structures of quintet bisnitrenes as studied by fine-structure ESR spectra from random orientation:Are the documented ZFS constants correct?" Molecular Crystals and Liquid Crystals. (印刷中).

Akira Fukuzawa：“通过随机取向的精细结构 ESR 光谱研究五重二氮烯的电子和分子结构：记录的 ZFS 常数是否正确？”（正在出版）。

工位 武治: "Topological spin polarization and a VB picture of infinite model systems for organic polymer magnets in terms of electronic band calculations" Molecular Crystals and Liquid Crystals. 272. 1-22 (1995)

Takeharu Koi：“拓扑自旋极化和有机聚合物磁体在电子能带计算方面的无限模型系统的 VB 图”《分子晶体和液晶》272. 1-22 (1995)。

山口 陽司: "Electronic and molecular structures of p-phenylenebis(phenylmethylene)in its thermally excited triplet state as studied by single-crystal ^1H-ENDOR" Molecular Crystals and Liquid Crystals. 271. 67-78 (1995)

Yoji Yamaguchi：“通过单晶 ^1H-ENDOR 研究热激发三重态的对亚苯基双（苯基亚甲基）的电子和分子结构”分子晶体和液晶 271. 67-78 (1995)。

佐藤 和信: "An FT pulsed ESR/electron spin transient nutation study of the quartet state of Cr(III)in MgO powder:Detection of its apparently vanishing ZFS" Bulletin of Magnetic Resonance. (印刷中).

Kazunobu Sato：“对 MgO 粉末中 Cr(III) 的四重态进行 FT 脉冲 ESR/电子自旋瞬态章动研究：检测其明显消失的 ZFS”《磁共振通报》（出版中）。