ホウ素クラスター・カルボランの分子磁性材料への適用と応用

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本研究課題『ホウ素クラスター・カルボランの分子磁性材料への応用と適用』では、カルボランに有機ラジカルを導入した新規分子を設計・合成し、その構造と磁気物性を明確にすることを目標とした。平成17年度は、前年度に続きortho-カルボランに2単位のフェニレンニトロニルニトロキシドラジカルを導入したOCB-BNNの研究と、この金属錯体化による新しいカルボラン含有金属錯体の合成を行ない、それらの物性を研究した。まず、OCB-BNNの理論計算と構造、電子スピン共鳴の測定結果について報告した(Synth.Met.,2005)。これに続き、OCB-BNNのマンガン(II)錯体を合成した。この錯体は、カルボランを含んだ安定磁性分子として世界で初めてゼロではないスピン基底状態を有する、常磁性分子の単離・物性検討の報告例であった(Chem.Lett.,2006)。この錯体の構造と磁気挙動に関して詳細な検討を行ない、分子内のラジカルとマンガンイオンの間に反強磁性的相互作用が働いていることを見いだした。また、OCB-BNNそのものの詳細な物性検討を行なった結果について報告した。溶液状態にあるOCB-BNNを凍結し、温度可変電子スピン共鳴スペクトルを用いてスピン間に働く磁気相互作用の検討を行なった結果、分子内に反強磁性的相互作用が働いており、孤立したOCB-BNNラジカルは、基底一重項ラジカルとして振る舞うことがわかった(Dalton.Trans.,2006)。これらの結果から、磁性分子材料としてカルボランを用いた新たな物質群の開拓に端緒を開き、基礎的な物性研究成果を送り出すことが出来た。なお、本研究課題の研究期間内(2年間)には、学術論文4報、雑誌総説1報、国内学会5件、国際学会2件で成果発表した。