量子素子プロトタイプ型高次金属クラスター錯体の分子設計

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数ナノメートルサイズの半導体微粒子クラスターは、量子効果を示し、量子素子として機能することが証明されている。しかしこれまで物性物理の分野で用いられてきた手法では量産化は全く不可能であり、錯体化学的合成法の確立が強く望まれている。そこで金属-金属結合から構成される金属クラスターを素材として用いて、数ナノメートルのサイズを有するmolecular-rod,molecular-wire,molecular-dotを構築する手法の開拓を目指した。具体的には小さい金属クラスターユニットを「積み木」として用い、分子設計的に目的のサイズ、形状のクラスターを構築する反応を検討した。まず手始めに、molecular-dot構築の為のキ-化合物、3-C_5N-COo_3(CO)_9(1)の配位能力を試す為、これをPdCl_2(C_6H_5CN)_2と反応させたところ、直ちにPdCl_2{3-C_5H_5N-CCo_3(CO)_2}_9(2)の沈殿が生じた。次にこれを(Por)Ru(CO)(MeOH)と反応させたところ、(Por)Ru(CO)(3-C_5H_5N-CCo_3(CO)_9(3)を与えた。3は面白い電子移動プロセスとそのスイッチング機能を示した。目下このメカニズムを検討中である。さらに1とCu(CH_3CN)_4などとの反応も検討中である。次に(AuCl)_2dppfe(dppfe=1,1'-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン)をスペーサー分子としたナノメートルスケールクラスターの構築を目指し、これとLiCo_3(CO)_<10>との反応を検討したところ、{AuCo(CO)_4}_2dppfe(4)の黄色結晶が生成した。4は結晶状態では、隣接する2分子中の2ヵ所のAu原子間でAu……Au相互作用を持ち、一種の無限鎖状構造を示した。この相互作用はCoに配位したCOの伸縮振動ν(CO)(IR)の異常として観測された。分子間及び分子内Au……Au相互作用を利用したナノメートルスケール金属クラスター構築手法が有望であることを示された。