πトポロジ-対称性を制御した有機高分子磁性体の巨視的磁性発現機構の基礎的解析

π拓扑对称可控有机高分子磁性材料宏观磁性表达机制的基础分析

基本信息

批准号：
02205102
负责人：
工位武治
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.研究目的有機磁性体設計の方法論は,我々のこれ迄の研究を含む多くの研究によって実験理論の両面からかなり明らかになっているので,現在有機磁性体の急務は,強磁性的振舞を示す磁性高分子に対して(1)微視的立場からそれらの磁性発現機構磁気持性を解明し,(b)それらのスピン集積形態を同定すること,(c)巨視的な有機強磁性の直前の段階ともいうべき有機超磁性スピン秩序の構築を具体的に行い,有機磁性体が未来技術として新規な機能性を具現しうるかどうかを例示することである。本研究はこれら焦眉の課題に理論と実験の両面からアプロ-チするものである。2.研究成果磁気持性を微視的立場から解明するには高感度の磁気共鳴法が優れているので,実験的方法としては主としてESR及びENDOR(電子ー核二重共鳴)法を採用し,磁気的性質の巨視的量の特定に適した磁化率測定を併用した。今年度はまず,高分子π共役系分子構造がπトポロジ-的対称性を満足している可能性が極めて高い磁性高分子の代表例の一つとして,ピレンやベンゼン環を骨格とした脱水素縮合多核芳香族(COPNA)ポリマ-を採用した。観測された特異なESRスペクトルとその温度変化(3K〜300℃)温度降下に伴う共鳴磁場の低磁場シフト)はランダム磁性体に固有の挙動に酷似しており,強磁性体の前段階の一つともいえるスピングラス状態の形成を強く示唆した。脱水素COPNAポリマ-は,いずれも上記の特異なESRスペクトルの他にg〜2に有機常磁性種に固有の信号を与え,それらの線形解析の結果,特異なESRスペクトルの強度が大きい程ロ-レシツ成分が優勢であることがわかった。また常磁性スピンサイトの構造を決定することは不対電子のπトポロジ-対称性と高分子内及び分子間のスピン整列との関連を解明する重要な情報なので,常磁性スピンサイトにENDOR法を適用し,局所構造がトリアルメチルラジカル型であることを明らかにした。もう一方の代表例として安定ニトロキシド基をもつポリフェラレアセチレンを採用し,スピン多重度が8〜9重項であることを実証した。

一、研究目的通过许多研究（包括我们自己的研究），设计有机磁性材料的方法已从实验和理论角度得到了相当程度的阐明，当前对有机磁性材料的迫切需求是开发表现出铁磁行为的磁性聚合物（1）。微观视角、磁性表达机制及磁性（b）确定它们的自旋积累形式，以及（c）具体构建有机超磁自旋序，这可以说是宏观有机铁磁性之前的阶段，目的是举例说明是否可以作为未来技术实现新功能。。这项研究从理论和实验的角度解决了这些紧迫的问题。 2.研究结果由于高灵敏度磁共振方法非常适合从微观角度阐明磁特性，因此我们主要采用ESR和ENDOR（电子核双共振）方法作为实验方法，并结合磁化率测量，即：适用于识别磁性的宏观量。今年，我们将首先关注以芘和苯环为代表的磁性聚合物的脱氢，其聚合物π共轭分子结构很可能满足π拓扑对称性，即稠合多核芳香族（COPNA）聚合物。观察到的奇特 ESR 谱及其温度变化（随着温度从 3 K 下降到 300 °C，谐振磁场的磁场向下移动）非常类似于随机磁性材料固有的行为，并且与随机磁性材料固有的行为相似材料，它是铁磁材料的前体之一，这强烈表明自旋玻璃态的形成。除了上述奇特的ESR谱外，所有脱氢COPNA聚合物都给出了g~2有机顺磁物种特有的信号，并且作为它们线性分析的结果，奇特的ESR谱的强度越强，越——发现配方成分占主导地位。此外，确定顺磁自旋位点的结构对于阐明不成对电子的π拓扑对称性与聚合物内部和之间的自旋排列之间的关系是重要的信息，因此我们将ENDOR方法应用于顺磁自旋位点发现：局部结构为三甲基自由基类型。作为另一个代表性的例子，我们采用了具有稳定硝基氧基团的聚二乙炔，并证明其自旋重数为8至9双峰。