鉄混合原子価錯体に於る動的スピンクロスオーバーと電荷揺動の協奏的多重機能性

本研究では、集積型金属錯体A[M^<II>Fe^<III>(mto)_3]のFe^<III>O_3S_3サイトにおけるスピン平衡とそれに連鎖して起こる新規の物性現象に関する研究を行った。以下にその研究内容を述べる。Ph_4[Mn^<II>Fe^<III>(mto)_3]を合成し、スピン平衡を媒介にした特異な磁気転移について調べた。30KではFeスピンは速いスピン平衡によるフラストレーションのため長距離秩序が発生せず、Mnスピンのみが整列し、23Kで初めてFeスピンが整列するという特異な磁気相転移が起こることを明らかにした。イギリスのラザフォードアップルトン研究所においてミューオンスピン分光法を用いた実験を行うことにより、Ph_4[Mn^<II>Fe^<III>(mto)_3]が23Kと30Kの両方で明らかに磁気転移が起きていることを確認した。またPh_4[Ni^<II>Fe^<III>(mto)_3]を合成し磁気物性を調べたところ、28Kでフェリ磁性転移が起きることを確認した。さらに、Feサイトがスピン平衡状態にあり、温度の減少に伴い低スピン成分が増加することも観測された。メスバウアー分光実験の結果から、磁気転移温度以下ではFeイオンは高スピン状態に変化していることが観測された。すなわち、磁気転移に伴いスピン状態が変化するという、これまでにない物性現象の発現に成功した。

本研究では、集積型金属錯体A[M^<II>Fe^<III>(mto)_3]のFe^<III>O_3S_3サイトにおけるスピン平衡とそれに連鎖して起こる新規の物性現象に関する研究を行った。以下にその研究内容を述べる。Ph_4[Mn^<II>Fe^<III>(mto)_3]を合成し、スピン平衡を媒介にした特異な磁気転移について調べた。30KではFeスピンは速いスピン平衡によるフラストレーションのため長距離秩序が発生せず、Mnスピンのみが整列し、23Kで初めてFeスピンが整列するという特異な磁気相転移が起こることを明らかにした。イギリスのラザフォードアップルトン研究所においてミューオンスピン分光法を用いた実験を行うことにより、Ph_4[Mn^<II>Fe^<III>(mto)_3]が23Kと30Kの両方で明らかに磁気転移が起きていることを確認した。またPh_4[Ni^<II>Fe^<III>(mto)_3]を合成し磁気物性を調べたところ、28Kでフェリ磁性転移が起きることを確認した。さらに、Feサイトがスピン平衡状態にあり、温度の減少に伴い低スピン成分が増加することも観測された。メスバウアー分光実験の結果から、磁気転移温度以下ではFeイオンは高スピン状態に変化していることが観測された。すなわち、磁気転移に伴いスピン状態が変化するという、これまでにない物性現象の発現に成功した。