スピン間有効交換相互作用の非経験的分子軌道計算に基づく新規高分子磁性体の設計

基于自旋之间有效交换相互作用的从头算分子轨道计算新型磁性聚合物的设计

基本信息

批准号：
62604585
负责人：
山口兆
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Osaka 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：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では, スピン間の有効交換相互作用を非経験的分子軌道計算により求めることにより新規高分子磁性体を設計し, 高分子合成化学者との協力により, その合成可能性を検討した. まず, 高スピン分子の可能性を理論的に検討するため種々のπ電子化合物にラジカル置換基を導入したものをab initio計算し, その導入位置によりスピン状態がいかに変化するかを検討し, スピン整列規則を導出した. この結果はSynthetic Metal誌上に発表した. 次に, 高スピン分子間の分子間相互作用を検討するため, 種々の分子配向を仮定して, ダイマーおよびトリマーのab initio MO計算を実行した. この結果に基づき, 分子間でのスピン整列規則を導出した. その内容は1)軌道相互作用規則, 2)スピン積層規則, 等にまとめられるが, その詳細な記述はSynthetic Metal誌上で展開した.さらに, 合成可能性を検討するために, 高分子化合物の高次構造制御に関する手法の発展段階を調査研究した. この結果, 新規磁性体の合成には従来までの有機化学的手法に加えて, ドライプロセス等の物理化学的方法の検討が重要であることが判明した. この点は現在進行中である化学工学のミクロ指向とも合致しているので化学工学誌上に発表した. さらに, このような考え方を「分子化学工学」と名付け, 学問体系にする事を提案した.一方, 86年にはじめて合成が報告された有機磁性体の磁性発現機構について検討し, その問題点を分子積層技術との関連で考察した. この点については機能材料で報告した.今年度の重点研究では以上の成果を得たが, 今後より詳細な検討を要する問題が山積みしていることが判明した. 特に磁性と超伝導の関係が酸化物超伝導体の発見以来問題となっているが, この点についてもJJAP誌上等でその見解を発表した.

在这项研究中，我们通过通过无经验的分子轨道计算获得有效的旋转之间的有效交换相互作用，并与聚合物合成化学家合作设计了一种新的聚合物磁体，我们研究了合成的可能性。首先，为了从理论上检查高自旋分子的可能性，我们从头开始计算了自由基取代基于各种π电子化合物，并检查了自旋态如何根据引入的位置而变化，并得出了自旋对准规则。该结果以合成金属发表。接下来，为了检查高自旋分子之间的分子间相互作用，我们从头开始对二聚体和三聚体进行了计算，假设有各种分子方向。基于这些结果，我们得出了分子之间的自旋比对规则。内容可以在1）轨道相互作用规则，2）旋转堆叠规则等中进行总结，但是详细描述是合成的，这是在金属中开发的。此外，为了检查合成的可能性，我们研究了控制聚合物化合物高阶结构的方法的开发阶段。结果，还发现，除了常规的有机化学方法外，重要的是考虑物理化学方法，例如干燥过程，除了传统的有机化学方法外。这一点与目前正在进行的化学工程的微观方向相吻合，并将其发布在《化学工程》杂志上。此外，我们建议将这个想法命名为“分子化学工程”并创建一个学术系统。同时，我们检查了1986年首次报道的有机磁性材料中磁性表达的机理，并讨论了与分子层压技术有关的问题。我们报告了功能材料的这一点。尽管上述结果是在今年的重点研究中获得的，但发现将来有许多问题需要进一步详细考虑。特别是，自发现氧化物超导性以来，磁性与超导性之间的关系一直是一个问题，这一点也发表在JJAP杂志上。