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磁性スピンを有するポルフィリン系大環状配位子錯体を用いた分子性機能材料の開発

利用具有磁自旋的卟啉基大环配体配合物开发分子功能材料

基本信息

批准号：
16J00164
负责人：
西美樹
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1. 六配位型鉄ポルフィリン伝導体において、従来の系では鉄は全て低スピン状態である。そこで、配位子場の強さを考慮した分子設計による鉄のスピン状態制御を目指した研究に着手した。DFT計算より[FeIII(tbp)Br2]ユニットについて、tbp (テトラベンゾポルフィリン) が閉殻・開殻いずれの状態においても鉄は高スピン状態となることが予測された。すなわち、(PPh4)[FeIII(tbp)Br2]2を作製できれば、鉄が高スピン状態 (S = 5/2) の伝導体が初めて得られる。実際にFe(tbp)Br2伝導体の作製に成功し、磁化率やESR測定の結果、鉄が高スピン状態であることを明らかにした。鉄のスピン状態の変化を反映し、Fe(tbp)Br2伝導体が示す巨大な負の磁気抵抗効果では、従来の鉄が低スピンの系で観測される大きな異方性が消失していた。また、磁化率測定からはd-d相互作用が(PPh4)[Fe(tbp)(CN)2]2の場合よりも著しく弱まっていることが示唆されたが、Fe(tbp)Br2伝導体が示す磁気抵抗効果はFe(tbp)(CN)2伝導体と同程度、もしくはそれ以上の大きさを示した。これは鉄のスピン状態の変化に伴い、π-d相互作用が大きく変化したためだと考えられる。2. Fe(tbp)から成るキラル磁性体の構築では、期待通りの進展は見られなかった。しかし、メソ位と軸位にClが導入された歪んだ構造を有するFe(Cl4-tbp)Cl2において、再現よく単結晶を作製する方法が確立できた。3. 結晶内にチャネルを有するポルフィリン化合物において、チャネル内でのゲスト分子の運動に起因すると考えられる特異な電気特性が観測された。ガス吸脱着特性評価からは、窒素および酸素の可逆的な吸脱着が見られた。チャネル内分子のダイナミクスと電気特性は密接に相関していると考えられる。

1. Hexacoordinate iron complex conductor The study of molecular design and state control of iron in consideration of the strength of ligand field DFT calculation: [FeIII(tbp) Br2] (PPh4)[FeIII(tbp) Br2]2 is a conductor in the high temperature state (S = 5/2). In fact, the preparation of Fe(tbp)Br2 conductor is successful, the magnetic susceptibility and ESR measurement results, and the high temperature state of Fe (tbp) Br 2 conductor are clear. Fe(tbp)Br2 conductor shows great negative magnetic resistance effect, while Fe(tbp)Br2 conductor shows great negative magnetic resistance effect. Magnetic susceptibility measurements include d-d interaction (PPh4)[Fe(tbp)(CN)2]2, Fe(tbp)Br2, Fe(tbp)Br2 and Fe(tbp) Br 2. The change of iron state and π-d interaction are very important. 2. Fe(tbp) is a new type of magnetic material. A method for preparing Fe(Cl4-tbp) Cl2 crystals was established. 3. A study of the specific electrical properties of the compounds in the crystal The absorption characteristics of the compound are evaluated. The reversible absorption characteristics of the compound and the acid are observed. The electrical properties of the molecules in the cell are closely related.