A Spin-Crossover High-Spin Phase Can Be a Magnetically Ordered Phase?

自旋交叉高自旋相可以是磁有序相吗？

基本信息

批准号：
22K19006
负责人：
石田尚行
金额：
$ 4.16万
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 Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

磁気転移はいわゆる二次転移であって、分子や結晶の幾何は維持される。一方、スピンクロスオーバー(SCO)は一次転移である（結合長等が変化する）。この構造変換が磁気転移を誘起するシナリオにより、高温（例えば室温）で動作する分子性磁性材料を得ることが本研究の目的である。SCOを室温で発現させるためには、新規の骨格を開発することより、既存の骨格を利用することとした。既存の骨格に対して種々の置換基を合成化学的に導入する。そしてその置換基の電子的効果や立体効果に基づいて SCO発現温度を予言し、実際に開発した。この置換基効果について、機械学習の手法を導入した。本課題推進の２年目になって研究分担者に参加した本学の小林義男教授とは、前年度から先立って共同研究を推進している。彼の得意分野であるメスバウアー分光法によって、我々の合成した鉄(II)錯体のもつSCO転移温度を独立に検証し、転移のモル分率も明瞭に示すことができた。また、本研究においては SCO配位子にラジカル置換基を導入してその交換相互作用を実測するという目標がある。現在、研究室学生の半数を SCO課題に投入している。研究推進の２年目には合成開発のスピードは倍加すると考えられる。具体的には、申請書に書かれたようにニトロキシドラジカルとπ共役した形状の鉄(II)錯体を種々合成し、そのd-π交換相互作用を同定し、その強さをなるべく大きなものへ展開する。ポリマー構造の導入も当初の計画にあり、配位サイトを複数もつ、あるいはラジカル置換基を複数もつ物質群の開発も必要である。

磁性转变是所谓的二次过渡，并且保持分子和晶体的几何形状。另一方面，自旋跨界（SCO）是主要的过渡（结合长度等）。这项研究的目的是获得在高温下（例如室温）进行的分子磁性材料，因为这种结构转化会诱导磁性转换。为了在室温下表达SCO，我们决定使用现有的骨骼，而不是开发新的骨骼。合成各种取代基并化学引入现有的骨干。根据取代基的电子和空间效应预测了SCO表达温度，并实际开发。已经引入了用于这种取代效应的机器学习方法。在推广这一问题的第二年，我们大学的Kobayashi Yoshio教授自上一年以来一直在促进联合研究。使用Mossbauer光谱，他的专长，我们独立地验证了合成铁（II）配合物的SCO过渡温度，并清楚地显示了过渡的摩尔分数。此外，在这项研究中，目标是将自由基取代基引入SCO配体以实际测量其交换相互作用。目前，一半的实验室学生正在投资SCO分配。人们认为，合成发展的速度将在研究促进的第二年增加一倍。具体而言，如应用形式所写，各种铁（II）复合物与氮氧化物自由基以π共轭形式合成，识别其D-π交换相互作用，并发展出尽可能大的强度。聚合物结构的引入也是最初的计划，也有必要开发具有多个配位位点或具有多个自由基取代基的一组物质。