外場制御可能な電荷移動型スピン集積システムの開発

开发可在外场控制的电荷转移自旋积分系统

• 批准号: 08J05042
• 负责人: 本川 菜津子
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J05042/
• 关键词: 電荷移動錯体; d-π相互作用; 磁性-伝導性相関; 集積型金属錯体; ルテニウム二核錯体

本研究では、電子スピンを有する金属錯体を用い、次元性を制御した電荷移動型スピン集積システムの合理的設計および電子-スピン相互作用を指向した分子レベルからの物性設計を提案している。構成素子としては、大きな異方性スピンを有する金属錯体およびpπ電子系を有する有機分子に注目し、前者には大きな磁気異方性を有するRu(II,II)二核錯体(ドナー)を、後者にはTCNQ(=tetracyanoquinodimethane)誘導体(アクセプター)を用いて研究を行った。本年度は構成素子の選択による磁性-伝導性相関の合理的発現を目指した。まず本系において、ドナーとアクセプターの酸化還元電位差ΔE(1/2)の値により、電荷移動集積体における中性～イオン性相図を得ることに成功し、電荷移動状態を様々に制御するための指針を得ることが出来た。中でも、二つの電荷移動集積体において磁性-伝導性相関が観測された。一つは磁気相転移と電気伝導性に相関が見られる集積体であり、もう一つは温度に依存して段階的に中性-イオン性転移を示す集積体である。これらの挙動を基にすると、先程の相図中で同様の挙動を示すと考えられるΔE(1/2)の領域が得られ、今後その周辺を選択的に合成することで磁性-伝導性相関系を合理的に得られるという提案を行うことが出来た。集積型金属錯体において電荷移動相互作用を利用した磁性-伝導性相関系の構築や、集積体における挙動をドナー・アクセプターの挙動から設計する指針を得た研究はこれまでに報告されていない。本研究は孤立系電荷移動化合物に比べて結合の自由度を有するためにより多様な電子状態を示すことが期待されるが、今回得られた指針を基に類似の系を今後合成し、解釈していくことで、より詳細な電荷移動機構の解明がなされていくものと期待される。

在这项研究中，我们提出了使用带有电子自旋的金属配合物以及来自指导电子旋转相互作用的分子水平的物理设计的电荷转移旋转整合系统的合理设计。作为组件，我们专注于具有大型各向异性旋转和带有Pπ电子系统的有机分子的金属络合物，并使用RU（II，II）的双核复合物（供体）进行研究，并使用大型磁各向异性，而后者则使用TCNQ（= Tetracyanoquinodimethane）derivations（接受者）进行研究。今年，我们旨在通过选择组件合理化磁导电相关性。首先，在该系统中，我们基于供体和受体之间的氧化还原电势差ΔE（1/2）的值成功获得了电荷转移聚集的中性离子相图，并提供了以各种方式控制电荷传输状态的准则。其中，在两个电荷转移聚集中观察到磁导电相关性。一个是一个组装磁相变和电导率之间相关的组件，而另一个是一个组件，该组件表现出根据温度的逐步中性离子离子过渡。基于这些行为，我们获得了ΔE（1/2）的区域，该区域被认为在上面的相图中表现出相似的行为，并且我们提出，通过选择性合并周围环境，可以合理地获得磁性相关性系统。据报道，尚未获得使用集成金属复合物中的电荷转移相互作用以及从供体受体的行为中设计综合体中的行为，从而获得了用于构建磁导导相关系统的指南。预计这项研究将表现出更多样化的电子状态，因为它比孤立的电荷转移化合物具有更高的结合自由度，但是可以预期，通过基于这次获得的指南，通过合成和解释相似的系统，将详细阐明电荷传输机制。

项目成果

[Ru_2]/DCNQI系ドナー・アクセプター交互鎖における段階的電荷移動と伝導性・磁性相関

[Ru_2]/DCNQI 供体-受体交替链中的逐步电荷转移和电导率/磁性相关性

• 发表时间: 2009
• 作者: 本川菜津子;宮坂等;高石慎也;山下正廣
• 通讯作者: 山下正廣

The Control of Charge-Transfer in a Series of Ru_2^<II,II>/TCNQ Two-Dimensional Networks by Tuning the Electron-Affinity of TCNQ Units : A Route to Synerg istic Magnctic/Conducting Materials

通过调节 TCNQ 单元的电子亲和力来控制一系列 Ru_2^<II,II>/TCNQ 二维网络中的电荷转移: 协同磁性/导电材料的途径

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of American Chemical Society 132
• 作者: Miyasaka;H; Motokawa;N.; Matsunaga;S.; Yamashita;M.; Sugimoto;K.; Mori;T.; Toyota;N.; Dunbar;K.R.
• 通讯作者: K.R.

o-クロロ安息香酸架橋Ru二核錯体とTCNQ(OMe)_2からなる電荷移動化合物の結晶溶媒依存性磁気変換と電気特性

由邻氯苯甲酸桥联Ru双核络合物和TCNQ(OMe)_2组成的电荷转移化合物的晶体溶剂依赖性磁转变和电学性质

• 发表时间: 2009
• 作者: 本川菜津子;宮坂等;高石慎也;山下正廣;本川菜津子
• 通讯作者: 本川菜津子

Charge-Transfer Compounds Composed of Paddlewheel Diruthenium Complexes and TCNQ Derivatives-Expanding the Mixed-Valence Systems-

由叶轮二钌络合物和TCNQ衍生物组成的电荷转移化合物-扩展混合价系-

• 发表时间: 2008
• 作者: 本川菜津子;宮坂等;高石慎也;山下正廣;本川菜津子;本川菜津子
• 通讯作者: 本川菜津子

Charge-transfer Compounds Comprised of Paddlewheel Diruthemium Complexes and Bis[1, 2, 5]thiadiazolotetracyanoquinodimethane (BTDA-TCNQ)

由叶轮二钌配合物和双[1,2,5]噻二唑四氰基醌二甲烷组成的电荷转移化合物 (BTDA-TCNQ)

• 发表时间: 2009
• 作者: Motodawa;N.; Miyasaka;H.; Yamashita;M.; Dunbar;K.R.
• 通讯作者: K.R.