Mn12核高スピンクラスター錯体の電子構造

Mn12核高自旋簇配合物的电子结构

• 批准号: 12042222
• 负责人: 阿波賀 邦夫
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Nagoya University (2001)The University of Tokyo (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12042222/
• 关键词: クラスター錯体; 単分子磁石; 量子効果; クラスター; 磁性; Mn12

金属クラスター錯体の化学合成が進歩し、さまざまな系が得られている。その中で磁気的な性質において最も関心を集めているのがMn12核クラスター(以下Mn12と略記)である。このクラスター中には、8個のMn^<3+>(S=2)と4個のMn^<4+>(S=3/2)があり、その間の反強磁性的な相互作用によりS=10の巨大な磁気モーメントが分子上に出現する。ブロッキング温度と呼ばれる温度以下では磁化曲線にあたかも強磁性体のようなヒステリシスループが現れる。これまでの2年間の研究により、Mn12にはMn^<3+>サイトのヤーン・テラー変形が異なる2種類のヤーン・テラー異性体(SRおよびFR)が存在し、その磁気特性を明らかにすることに成功している。今年度は、Mn12の磁気特性の制御を目指して圧力効果を測定した。Be-Cu高圧セルに、[Mn_<12>O_<12>(CH_3CO_2)_<16>・(H_2O)_4](以下Mn_<12>Acと略記)を封じ、SQUID磁束計によって磁化曲線を測定した。大きなヒステリシスとともに、磁化のトンネル効果に由来すると考えられるステップが等磁場間隔で現れた。圧力によって磁化曲線は系統的に変化し、特にゼロ磁場におけるステップが著しく増加した。この圧力効果がトンネル効果に由来するものかどうかを確定するため、磁化曲線の走引速度依存性を測定したところ、ゼロ磁場のステップにのみ依存性が認められなかった。ゼロ磁場での圧力効果は量子トンネリング効果ではなく、SR分子がFR分子に変化し、この分子がゼロ磁場でのステップをつくったと解釈できる。構造変化に対する直接的な証拠はないものの、圧力によってヤーン・テーラー変形の様相が変化することが示唆された。量子トンネル効果に対する圧力効果を調べるため、4.5kOe付近のステップの定量的な解析を行った。障壁の高さがほとんど変わらないのにかかわらず、トンネリング速度が3倍近くなった。今後量子磁化トンネリングのメカニズムを確定するうえで、重要な知見が得られた。

The metal is ラスタ in the process of chemical synthesis of が, followed by が and さまざまな systems が to られて る る る. そ の で magnetic 気 な properties in に お い て most も masato heart を set め て い る の が Mn12 nuclear ク ラ ス タ ー (hereinafter Mn12 と jot) で あ る. In こ の ク ラ ス タ ー に は, eight の Mn ^ > < 3 + 4 (S = 2) と の Mn ^ 4 + < > (S = 3/2) が あ り, そ の against strong magnetic な interaction between の に よ り S = 10 の huge な magnetic 気 モ ー メ ン ト が molecular に す on る. ブ ロ ッ キ ン グ temperature と shout ば れ る temperature below で は magnetization curve に あ た か も strong magnetic body の よ う な ヒ ス テ リ シ ス ル ー プ が now れ る. の こ れ ま で の 2 years study に よ り, Mn12 に は Mn ^ < 3 + > サ イ ト の ヤ ー ン · テ ラ ー が - form different な る 2 kinds の ヤ ー ン · テ ラ ー straight body (SR お よ び FR) が し, そ magnetic 気 の を Ming ら か に す る こ と に successful し て い る. This year, the を and Mn12 <s:1> magnetic properties <s:1> control を project aims to determine the <s:1> pressure effect を and <s:1> た. Be - high Cu 圧 セ ル に, [Mn_ < 12 > O_ < 12 > (CH_3CO_2) _ (H_2O) _4 < 16 >] (the following Mn_ < 12 > Ac と jot) を sealing じ SQUID, magnetic beam meter に よ っ て magnetization curve を determination し た. Big き な ヒ ス テ リ シ ス と と も に, magnetization の ト ン ネ ル unseen fruit に origin す る と exam え ら れ る ス テ ッ プ が magnetic fields such as interval で now れ た. The pressure によって magnetization curve に of the system changes に, and the special にゼロ magnetic field におけるステップが increases <s:1> く and た た. こ の pressure working fruit が ト ン ネ ル unseen fruit に origin す る も の か ど う か を determine す る た め, magnetization curve の lead determination of rate dependence を し た と こ ろ, ゼ ロ magnetic の ス テ ッ プ に の み dependency が recognize め ら れ な か っ た. ゼ ロ magnetic で の pressure working fruit は quantum ト ン ネ リ ン グ unseen fruit で は な く, SR が FR molecules に - し, こ の molecular が ゼ ロ magnetic で の ス テ ッ プ を つ く っ た と solution 釈 で き る. Structure - the に す seaborne る directly な pass 拠 は な い も の の, pressure に よ っ て ヤ ー ン · テ ー ラ ー - shaped の が others in phase - change す る こ と が in stopping さ れ た. Quantum ト ン ネ ル unseen fruit に す seaborne る pressure working fruit を adjustable べ る た め, pay nearly 4.5 kOe の ス テ ッ プ の quantitative analytical line を っ な た. High barrier の さ が ほ と ん ど - わ ら な い の に か か わ ら ず, ト ン ネ リ ン グ speed が nearly 3 times く な っ た. In the future, quantum magnetization will determine するうえで and important な insights が and られた.

项目成果

A.Yamaguchi, K.Awaga: "Inner-and outer-sphere magnetic moments in cobalt-quinone valence tautomeric system"J. Mater. Chem.. 11. 2142-2145 (2001)

A.Yamaguchi，K.Awaga：“钴醌价互变异构系统的内外球磁矩”J。

A.Yamaguchi et al.: "The relaxation times in tetranuclear…"Physica B. 284. 1225 (2000)

A. Yamaguchi 等人：“四核的弛豫时间……”Physica B. 284. 1225 (2000)

M.A.Girtu et al.: "Glassiness and canted antiferromagnetism…"Phys.Rev.B. 61. 4117 (2000)

M.A.Girtu 等人：“玻璃性和倾斜反铁磁性……”Phys.Rev.B. 61. 4117 (2000)

W.Fujita, K.Awaga: "Novel magnetic properties of heterocyclic thiazyl radicals"Polyhedron. 20. 1517-1519 (2001)

W.Fujita，K.Awaga：“杂环噻唑基的新磁性”多面体。

W.Fujita, K.Awaga: "Ferromagnetic Coordination Polymer Composed of Heterocyclic Thiazyl Radical, 1,3,5-Trithia-2,4,6-triazapentalenyl (TTTA), and Bis (hexafluoroacetylacetonato) copper (II) (Cu(hfac)_2)"J.Am.Chem.Soc. 123. 3601-3602 (2001)

W.Fujita、K.Awaga：“由杂环噻唑基自由基、1,3,5-Trithia-2,4,6-三氮五烯基 (TTTA) 和双（六氟乙酰丙酮）铜 (II) (Cu(hfac) 组成的铁磁配位聚合物