動的電子状態に基づいた多機能性金属錯体の構築

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本研究課題において、長鎖アルキル鎖を導入した金属錯体を合成し、柔軟な場を構築することにより、従来まで発現できなかった金属錯体の機能発現の創製を目指した。ここで長鎖アルキル鎖によって形成された柔軟な配列ナノ空間場に動的電子状態特性(スピンクロスオーバー・原子価異性・磁性体・混合原子価状態など)を有する金属錯体を置くことによって、長鎖アルキル鎖の熱的揺らぎや振動などが中心金属錯体の動的電子状態に作用し新たな物性発現を観測することを目指すことを目的として研究を行った。機能性金属錯体であるスピンクロスオーバー錯体および混合原子価錯体を基にして長鎖アルキル鎖などを付加させることにより液晶化を行い、強誘電性金属錯体液晶の材料開発を行い、金属錯体液晶における強誘電性発現の設計指針を見出すことに成功した。この設計指針を基にスピンクロスオーバーに伴った強誘電性金属錯体液晶の材料開発を行った。また混合原子価錯体は、分子内に価数の異なる金属イオンが配位した多核金属錯体であり、この電子移動の速度は温度に依存しており、電子が多い金属イオンのサイトがドナーとして、少ない金属イオンのサイトがアクセプターとして作用するため、その電子移動の方向にダイポールが生成する。この混合原子価錯体を液晶化した金属錯体液晶は、電場に応答したダイポールの配向を制御することができれば強誘電性を示す金属錯体液晶の材料開発を行うことができる。通常、強誘電のオリジンは構造由来であるが、混合原子価状態の場合、電子移動に伴ったダイポールの発現機構であり、これまでとは異なった新たな強誘電性金属錯体液晶の開発を行うことに成功した。