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

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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。