Mn12核高スピンクラスター錯体の電子構造

Mn12核高自旋簇配合物的电子结构

基本信息

批准号：
12042222
负责人：
阿波賀邦夫
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Nagoya University (2001)The University of Tokyo (2000)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12042222/
关键词：
クラスター錯体単分子磁石量子効果クラスター磁性 Mn12

项目摘要

金属クラスター錯体の化学合成が進歩し、さまざまな系が得られている。その中で磁気的な性質において最も関心を集めているのがMn12核クラスター(以下Mn12と略記)である。このクラスター中には、8個のMn^<3+>(S=2)と4個のMn^<4+>(S=3/2)があり、その間の反強磁性的な相互作用によりS=10の巨大な磁気モーメントが分子上に出現する。ブロッキング温度と呼ばれる温度以下では磁化曲線にあたかも強磁性体のようなヒステリシスループが現れる。これまでの2年間の研究により、Mn12にはMn^<3+>サイトのヤーン・テラー変形が異なる2種類のヤーン・テラー異性体(SRおよびFR)が存在し、その磁気特性を明らかにすることに成功している。今年度は、Mn12の磁気特性の制御を目指して圧力効果を測定した。Be-Cu高圧セルに、[Mn_<12>O_<12>(CH_3CO_2)_<16>・(H_2O)_4](以下Mn_<12>Acと略記)を封じ、SQUID磁束計によって磁化曲線を測定した。大きなヒステリシスとともに、磁化のトンネル効果に由来すると考えられるステップが等磁場間隔で現れた。圧力によって磁化曲線は系統的に変化し、特にゼロ磁場におけるステップが著しく増加した。この圧力効果がトンネル効果に由来するものかどうかを確定するため、磁化曲線の走引速度依存性を測定したところ、ゼロ磁場のステップにのみ依存性が認められなかった。ゼロ磁場での圧力効果は量子トンネリング効果ではなく、SR分子がFR分子に変化し、この分子がゼロ磁場でのステップをつくったと解釈できる。構造変化に対する直接的な証拠はないものの、圧力によってヤーン・テーラー変形の様相が変化することが示唆された。量子トンネル効果に対する圧力効果を調べるため、4.5kOe付近のステップの定量的な解析を行った。障壁の高さがほとんど変わらないのにかかわらず、トンネリング速度が3倍近くなった。今後量子磁化トンネリングのメカニズムを確定するうえで、重要な知見が得られた。

金属簇复合物的化学合成已经进展，并且已经获得了各种系统。其中，MN12核簇（以下简称为MN12）对其磁性具有最大的关注。在此群集中，有8 mn^<3+>（s = 2）和4 mn^<4+>（s = 3/2），它们之间的抗磁相互作用会导致s = 10的巨大磁矩出现在分子上。在温度下，称为阻断温度，磁滞回路出现在磁化曲线中，就像铁磁物质一样。在过去的两年中，研究表明，MN12中有两种类型的纱线恐怖异构体（SR和FR），在Mn^<3+>站点上有不同的纱线恐怖变形，并成功揭示了其磁性。今年，我们测量了压力效应，目的是控制MN12的磁性。 [Mn_ <12> O_ <12>（CH_3CO_2）_ <16> ・（H_2O）_4]（以下简称为Mn_ <12> AC）在BE-CU高压单元中密封，并使用启动磁力仪测量磁力曲线。除了较大的磁滞外，被认为是从磁力化的隧道效应中得出的步骤以相等的场间隔出现。磁化曲线随着压力而系统地改变，零场中的步骤特别明显增加。为了确定这种压力效应是否来自隧道效应，测量了磁化曲线对跑步速度的依赖性，并且仅在零磁场的步骤中观察到依赖性。零磁场的压力效应不是量子隧穿的效果，而是转化为FR分子的SR分子，可以将其解释为在零磁场下产生的步骤。尽管没有直接证据表明结构性变化，但建议压力会改变纱线泰勒变形的出现。为了研究压力效应对量子隧道效应的效应，对4.5 KOE的步骤进行定量分析。尽管裸露的高度几乎相同，但隧道速度几乎却几乎增加了两倍。在确定将来量子磁化隧道的机理时，已经获得了重要的知识。