集積型オクタシアノ架橋型金属錯体における新奇光磁性現象の観測

集成八氰桥金属配合物中新型光磁现象的观察

基本信息

批准号：
11J06552
负责人：
井元健太
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

採用者の所属する研究室では、シアノ架橋型金属錯体に着目し、様々な物理的、化学的な刺激に応答して結晶構造や磁気特性が変化する機能性を示すことを報告してきた。本研究では、新たな機能性を示すオクタシアノ金属錯体を構築することを目的として、Mn^IIと[Nb^IV(CN)_8]を組み合わせ、有機配位子の4-アミノピリジンを導入した分子磁性体の合成を行った。元素分析、単結晶構造解析から、得られた化合物の組成はMn_3 [Nb(CN)_8]_2(4-アミノピリジン)_<10>(4-アミノピリジニウム)_2-12H_2Oと示唆された。また単結晶構造解析からシアノ基で架橋されたMnとNbからなるネットワークは2次元レイヤー構造を形成していた。結晶構造中には非配位の4-アミノピリジニウム、結晶水が存在しており、4-アミノピリジニウム、配位水、結晶水からなる水素結合ネットワークが存在していた。100 Oeにおいて磁化温度曲線を測定したところ、9Kにおいて磁化値は鋭い極大を示した。また異なる外部磁場で磁場中冷却磁化曲線を測定した結果、外部磁場400 Oe以下では磁化値の極大が存在したのに対し、500 Oe以上では温度低下とともに磁化は単調に増加する振る舞いを示した。また、磁化磁場曲線を測定した結果、200 Oe付近でスピンフリップが起こったことが示唆された。これらの磁気特性から、本化合物がメタ磁性体であることが示唆された。また湿度100%下においてインピーダンス測定により伝導度を測定したところ、温度295Kでは1.0×10^<-4> S cm^<-1>、温度322Kでは4.6×10^<-4> S cm^<-1>を示した。また、低湿度では伝導度が非常に小さかったことから、本化合物超イオン伝導(>10^<-4> S cm^<-1>)を示すプロトン伝導体であることが示唆された。本化合物には1次元の水素結合ネットワークが4-アミノピリジニウム、配位水、結晶水から形成されており、MnのLewis酸性により配位水のプロトンの脱離が、促され、脱離したプロトンが水素結合ネットワークを移動するGrotthussメカニズムにより本化合物が高いイオン伝導性を示したと考えられる。

申请人所属的实验室专注于氰基桥联金属配合物，并报告称它们表现出晶体结构和磁性能响应各种物理和化学刺激而变化的功能。在这项研究中，为了构建具有新功能的八氰基金属配合物，我们创建了一种结合Mn^II和[Nb^IV(CN)_8]的分子，并引入了有机配体4-氨基吡啶，我们合成了磁性材料。。元素分析和单晶结构分析表明所得化合物的组成为Mn_3[Nb(CN)_8]_2(4-氨基吡啶)_ 10 (4-氨基吡啶)_2-12H_2O。此外，单晶结构分析表明，由氰基交联的Mn和Nb组成的网络形成了二维层状结构。在晶体结构中，存在非配位的4-氨基吡啶鎓和结晶水，并且存在由4-氨基吡啶鎓、配位水和结晶水组成的氢键网络。当在100 Oe下测量磁化温度曲线时，磁化值在9K处出现尖锐的最大值。另外，通过测量不同外磁场下磁场中的冷却磁化强度曲线，发现外磁场在400 Oe以下时，存在最大磁化强度值，而在500 Oe以上时，磁化强度表现为随着温度降低而单调增加的行为。此外，磁化场曲线的测量表明，自旋翻转发生在 200 Oe 左右。这些磁性表明该化合物是一种变磁材料。另外，当在100％湿度下通过阻抗测量来测量电导率时，在295K的温度下为1.0×10^-4Scm^<-1>并且在295K的温度下为4.6×10^-4Scm^<显示在322K的温度-1>。此外，在低湿度下电导率非常低，表明该化合物是具有超离子电导率(>10^-4Scm^-1)的质子导体。在该化合物中，由4-氨基吡啶鎓、配位水和结晶水形成一维氢键网络，并且Mn的路易斯酸性促进质子从配位水脱离，并且脱离的质子被认为：由于离子通过氢键网络移动的 Grotthuss 机制，该化合物表现出高离子电导率。

项目成果

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专著数量（0）

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

Mn-Nbオクタシアノ架橋型金属錯体における磁気特性の配位構造による制御

通过配位结构控制Mn-Nb八氰基桥联金属配合物的磁性能

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
井元健太; 中川幸祐; 宮原弘行; 大越慎一
通讯作者：
大越慎一

プルシアンブルー類似体における高プロトン伝導の観測

普鲁士蓝类似物中高质子传导的观察

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
中川幸祐;井元健太;角渕由英;所裕子;大越慎一
通讯作者：
大越慎一

Selective Synthesis of Co_8S_15 Cluster in Bowl-Shaped Template of the Pentaaryl [60] fullerene Ligand

五芳基[60]富勒烯配体碗形模板中Co_8S_15簇的选择性合成

DOI：
10.1021/ja405045t
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
15
作者：
M. Maruyama; K. Imoto; M. Konig; D. M. Guldi; S. Ohkoshi; E. Nakamura Y. Matsuo
通讯作者：
E. Nakamura Y. Matsuo

Synthesis and Magnetic Properties of New Octacyanoniobate Based Magnetic Complexes

新型八氰铌酸盐磁性配合物的合成及磁性