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アクチノイド5f電子系と励起有機π電子系の新しい磁気結合の探索

寻找锕系元素5f电子系统与激发有机π电子系统之间新的磁耦合

基本信息

批准号：
21K18982
负责人：
石川直人
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究代表者らはこれまでの研究により大環状π共役系の光励起により誘起される軌道角運動量と、局在４ｆ電子の間に強い相互作用が存在することを実験的に明らかにしている。環状π共役配位子に結合した希土類錯体において見出されたこの新しい種類の相互作用は、同じ分子内でもπ-π*励起準位の違いによって、相互作用強度の著しい変化や、強磁性的から反強磁性的への逆転が観測されるなど、これまでの考え方では説明できない興味深い性質を示した。本研究計画は、この新しい形態の相互作用（以下、J-L相互作用と呼ぶ）が関与する新しい量子状態の研究領域を開拓することを目的とする。系統的に環状π電子系と４ｆおよび５ｆ電子系の種類と構成を変えた化合物群について、温度可変・磁場可変磁気円二色性の詳細な測定と解析を行う。さらにこの相互作用の配位子依存性、励起状態依存性、金属依存性を調査する。これらをもとに、この新しい相互作用の機構を解明し、新奇量子状態の実現と制御方法を確立する。本年度は、５ｆ電子系におけるJ-L相互作用の研究を行うために、テトラフェニルポルフィリン(TPP)と４価ウランの２：１錯体（U(TPP)2）の合成を検討した。そのコールドラン実験として、同じ酸化数を取る同構造セリウム錯体の合成を行った。これによりウラン錯体でも適用可能な合成経路を確立した。さらにこの錯体を用いて温度磁場依存磁気円二色性(VTVH-MCD)の測定を行った。

The representative of this study is to investigate the optical excitation of large ring π-coactive systems, the orbital angular motion, and the existence of strong interaction between 4f electrons. A new type of interaction between cyclic π-coactive ligands and rare earth-like complexes has been found, and the π-π* excitation alignment in the same molecule has been found to be in violation of the interaction strength. The ferromagnetic and antiferromagnetic interactions have been measured. This project aims to explore new areas of quantum state research related to new morphological interactions (hereinafter referred to as J-L interactions). The type and composition of the cyclic π electron system of the system can be varied, the temperature can be varied, the magnetic field can be varied, and the dichroism can be determined in detail. The ligand dependence, excitation state dependence and metal dependence of the interaction were investigated. The mechanism of the new quantum interaction is explained, and the new quantum state is realized and controlled. This year, the J-L interaction of the 5f electron system was studied. The synthesis of the 2:1 complex (U(TPP)2) was studied. The composition of the complex is based on the structure of the complex. This is the first time that a synthetic circuit has been established. The measurement of temperature and magnetic field dependent magnetic dichroism (VTVH-MCD) in this paper