有機ラジカルを配位子とするランタノイド錯体を用いた磁性材料の研究

以有机自由基为配体的稀土配合物磁性材料研究

• 批准号: 15J11497
• 负责人: 金友 拓哉
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J11497/
• 关键词: 4f-2pヘテロスピン系錯体; 交換相互作用; 構造磁性相関; ランタノイド; 有機ラジカル; 磁性

本研究は、ランタノイド(Ln)イオンに有機ラジカル(Rad)を組み込み、多様な構造や物性を示す物質(4f-2pヘテロスピン系錯体)の開発を目的としている。筆者が提案する分子設計より、Ln-Rad間に大きなねじれを導入したGd-ラジカル錯体を合成した。その錯体では、Ln-Rad間にスピンを平行に揃える最も強い相互作用が働くことが示された。GdイオンをTbおよびDyイオンに置き換えたLn-Rad錯体を合成した。それらの単分子磁石性能を調査した。興味深いことに、非クラマースイオンであるTbイオンを使用した錯体はクラマースイオンを使用したDy錯体よりも優れた単分子磁石性能を示した。本研究で取り扱う化合物はこれまで知られる4f-4fや4f-3d系化合物に比べて十分強い磁気的相互作用を示す。強い磁気的相互作用のために、本実験の測定温度においては分子で一つのスピンとして振る舞うように見える。一般に、クラマース性は原子に適用されるが、本研究の結果はクラマース性を分子まで拡張して適用できることを示唆した。すなわち、分子の総スピン数における偶奇(クラマース性)とSMM性能に相関がみられることを明らかにした。この研究成果は、単分子磁石をはじめとする分子性磁性体の新たな設計指針として期待できる。また、本年度では、前年度に報告した強い反強磁性的相互作用を示すGd-Rad化合物の物性をより詳細に調査した。具体的には、東京大学物性研究所および東北大学金属材料研究所と共同研究を行った。国内有数の高磁場施設の利用により、Gdイオンと相互作用する有機ラジカルのスピン状態が変化する挙動を実験的に観測した。さらに、本化合物のスピン状態を高磁場・高周波EPR測定およびその解析より明らかにした。本成果をもとに投稿した学術論文はACS Editors' Choiceに選定され、高い外部評価を得た。

は, this study ラ ン タ ノ イ ド (Ln) イ オ ン に organic ラ ジ カ ル (Rad) を group み 込 み, many others な tectonic を や physical properties shown す material (4 f - 2 p ヘ テ ロ ス ピ ン misprinted) の open 発 を purpose と し て い る. The author proposed が す る molecular design よ り, Ln - Rad に rooms き な ね じ れ を import し た Gd - ラ ジ カ ル misprinted を synthetic し た. そ の misprinted で は, Ln - Rad に ス ピ ン を parallel に Jian え る most strong も い interaction が 働 く こ と が shown さ れ た. Gd に <s:1> をTbおよびDy に <s:1> に に place に with えたLn-Rad misspelling を to synthesize た た. Youdaoplaceholder0 単 単 molecular magnet performance を investigation た た. Fun deep い こ と に, non ク ラ マ ー ス イ オ ン で あ る Tb イ オ ン を use し た misprinted は ク ラ マ ー ス イ オ ン を use し た Dy misprinted よ り も optimal れ た 単 molecular magnet performance を shown し た. This research take り で Cha う compound は こ れ ま で know ら れ る 4 f - 4 f や 4 f - 3 d series compounds に than べ て very strong magnetic 気 い interaction を す. The interaction of strong magnetic 気 い の た め に, this be 験 の measurement temperature に お い て molecules は で つ の ス ピ ン と し て vibration る dance う よ う に see え る. General に, ク ラ マ ー ス sex は atomic に applicable さ れ る が results, this study の は ク ラ マ ー ス sex を molecular ま で company, zhang し て applicable で き る こ と を in stopping し た. す な わ ち, molecular の 総 ス ピ ン number に お け る even odd (ク ラ マ ー ス) と SMM performance に phase masato が み ら れ る こ と を Ming ら か に し た. The research results of <s:1> たな, 単 molecular magnets を じめとする じめとする molecular magnetic materials <s:1> new たな design Pointers と て て are expected to be presented at で る る. ま た, this year's で は, former annual に report し た strong い against strong magnetic interactions を す in Gd - Rad compound の property を よ り に detailed investigation し た. The specific research is jointly conducted by に に, the Institute of Physical Properties at the University of Tokyo および, and the Institute of Metal Materials at Tohoku University と. Domestic several の high magnetic field facilities の using に よ り, Gd イ オ ン と interaction す る organic ラ ジ カ ル の ス ピ ン state が variations change す る 挙 dynamic を be 験 of に 観 measuring し た. Youdaoplaceholder0, this compound スピ スピ state を high magnetic field · high frequency EPR determination およびそ <s:1> analysis よ Ming ら らに た た た This achievement has been submitted to を とに とに for an academic paper at た in the ACS Editors' Choiceに, selected され, and received high を external reviews 価を and た.

项目成果

Notably Strong Antiferromagnetic Interaction in a Methylene-Bridged Bis(dihydrophenanthridin-N-oxyl)

亚甲基桥双(二氢菲啶-N-氧基)中显着强的反铁磁相互作用

• DOI: 10.1246/cl.160954
• 发表时间: 2017
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: 池下雅広;高橋功一;川守田創一郎;小宮成義;直田 健;和知敦史，工藤勇介，西川浩之;榊原圭織・西藪隆平・久保由冶;小林 貴博,星野 哲久,武田 貴志,芥川 智行;T. Kanetomo and T. Ishida
• 通讯作者: T. Kanetomo and T. Ishida

Exchange-coupled terbium-radical complex Tb-phNO showing slow reversal of magnetization

• DOI: 10.1016/j.poly.2017.02.031
• 发表时间: 2017-11-04
• 期刊: POLYHEDRON
• 影响因子: 2.6
• 作者: Kanetomo, Takuya;Yasui, Masanori;Ishida, Takayuki
• 通讯作者: Ishida, Takayuki

Strongest Ferromagnetic Exchange Coupling in Gadolinium(III)-Nitroxide Coordination Compounds

钆(III)-氮氧化物配位化合物中最强的铁磁交换耦合

• 发表时间: 2015
• 作者: Takuya Kanetomo;Toru Yoshitake;and Takayuki Ishida
• 通讯作者: and Takayuki Ishida

Study on Imidazolate-Bridged Divalent Copper Ion Complexes Capped with Tris(1-pyrazolyl)methane

三(1-吡唑基)甲烷封端咪唑桥二价铜离子配合物的研究

• DOI: 10.1016/j.poly.2017.03.045
• 发表时间: 2017
• 期刊: Polyhedron
• 影响因子: 2.6
• 作者: T. Kogane;A. Ondo;M. Yamasaki;T. Kanetomo;and T. Ishida
• 通讯作者: and T. Ishida

Ferromagnetically Coupled Lanthanoid-Radical Complexes Showing Slow Reversal of Magnetization

铁磁耦合镧系元素-自由基配合物表现出磁化缓慢反转

• 发表时间: 2016
• 作者: Takuya Kanetomo;Toru Yoshitake;Hiroyuki Nojiri;and Takayuki Ishida
• 通讯作者: and Takayuki Ishida