課題番号 ：S-20-MS-1012
利用形態 ：施設利用
利用課題名（日本語） ：非共有結合性相互作用を用いた金属錯体の配位構造制御と磁気的性質
Program Title (English) ：Geometric Control and Magnetic Properties of Transition-metal Complexes with Noncovalent Interactions
利用者名（日本語） ：三橋了爾1)
Username (English) ：R. Mitsuhashi1)
所属名（日本語） ：1) 金沢大学国際基幹教育院
Affiliation (English) ：1) 1) Institute of Liberal Arts and Science, Kanazawa University

１．概要（Summary ）
非対称二座配位子を用いたトリスキレート型Co(III)錯体を錯体配位子としてCo–Ln–Co型(Ln=ランタノニド)三核錯体の合成し、結晶構造解析を行った．Co–Dy–Co錯体において低温で外部磁場の印加なしで遅い磁気緩和挙動を示し、ゼロ磁場単イオン磁石として機能することが明らかになった．
２．実験（Experimental）
単結晶X線回折装置HyPix-AFC(Rigaku)を用いて微小結晶の構造解析を行った．また、SQUID型磁化測定装置MPMS-7(Quantum Design)を用いてCo–Ln–Co型錯体について磁化率の温度依存性(1.9-300 K)と磁化の磁場依存性(0-50 kOe)を測定した．さらに、MPMS-XL7(Quantum Design)を用いて温度を変化させながら交流磁化率(1-1500 Hz)を測定した．
３．結果と考察（Results and Discussion）
本研究では、高い磁気異方性を示すDy(III)イオンと水素結合可能部位を有するCo(III)錯体配位子を組み合わせることで、結晶中で水素結合ネットワークを形成し、磁気緩和挙動の制御を目指した．結晶構造解析の結果、目的のCo(III)–Dy(III)–Co(III)型三核錯体の生成を確認した．この結晶では、錯体配位子間の水素結合ネットワーク形成によりDy(III)···Dy(III)間距離が11 Å以上離れていることがわかった．単イオン磁石においては常磁性イオン間距離が近いと双極子相互作用によって量子トンネリングを誘起し、磁気情報の記録を妨げることが知られている．一方、本錯体では常磁性イオン同士距離が大きいため、量子トンネリングが抑制されると考えられる．そこで、Dy(III)錯体の交流磁化率を測定したところ、外部直流磁場の印加なしで遅い磁気緩和を示す、ゼロ磁場単イオン磁石であることが明らかになった(Fig.1 )．
４．その他・特記事項（Others）
本研究を実施するにあたって技術支援を賜りました分子科学研究所機器センターの技術職員の皆様に厚く御礼申し上げます．
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) Y. Mikata, K. Murakami, A. Ochi, F. Nakagaki, K. Naito, A. Matsumoto, R. Mitsuhashi, M. Mikuriya, Inorganica Chim. Acta 2020, 509, 119688.
(2) R. Mitsuhashi, S. Hosoya, T. Suzuki, Y. Sunatsuki, H. Sakiyama, M. Mikuriya, RSC Adv. 2020, 10, 43472.
(3) M. Mikuriya, N. Watanabe, Y. Koyama, D. Yoshioka, J. Ogawa, R. Mitsuhashi, M. Handa, X-ray Struct. Anal. Online 2020, 36, 17.
(4) M. Mikuriya, C. Yamakawa, K. Tanabe, R. Nukita, Y. Amabe, D. Yoshioka, R. Mitsuhashi, R. Tatehata, H. Tanaka, M. Handa, M. Tsuboi, Magnetochemistry 2021, 7, 35.
(5) S. Yamamoto, R. Mitsuhashi, M. Mikuriya, M. Koikawa, H. Sakiyama, J. Coord. Chem. 2021, in Press.
(6) R. Hoshikawa, K. Yoshida, R. Mitsuhashi, M. Mikuriya, T. Okuno, H. Sakiyama, Molecules 2021, 26, 897.
６．関連特許（Patent）
なし