課題番号 ：S-19-MS-1072
利用形態 ：施設利用
利用課題名（日本語） ：複合機能性鉄錯体の波長依存した光誘起相の極低温構造解析
Program Title (English) ：Crystal structure analysis of the wavelength-dependent photoinduced phases in a multifunctional iron complex
利用者名（日本語） ：高橋一志1), 石川忠彦2), 西田大介2)
Username (English) ：K. Takahashi1), T. Ishikawa2), D. Nishida2)
所属名（日本語） ：1) 神戸大学大学院理学研究科, 2) 東京工業大学理学院
Affiliation (English) ：1) Graduate School of Science、Kobe University, 2) Graduate School of Science、Tokyo Institute Technology

１．概要（Summary ）
　光誘起準安定状態の結晶構造解析は、光応答のメカニズムの解明という観点から大変重要な課題である。本研究の対象である複合機能性鉄(III)スピンクロスオーバー錯体は、極低温下、光を照射すると光誘起準安定状態にトラップされるが、光準安定状態からの緩和温度が照射波長に依存して異なる。これは、励起波長により異なる光誘起準安定状態を持つことを示唆している。そこで、極低温下、本スピンクロスオーバー錯体に対して光照射後の結晶構造解析を行い、光誘起準安定状態の結晶構造を明らかとすることを目的として検討を行ったので報告する。
２．実験（Experimental）
　複合機能性スピンクロスオーバー錯体はそれぞれの構成成分錯体の複分解反応で合成した。ミクロ単結晶/Rigaku HyPix-AFCとヘリウム冷凍機を組み合わせたシステムを用い、室温と17 Kで単結晶Ｘ線構造解析を行った。また、17 Kにおいて、532 nmのレーザー照射を行い、光照射前後のX線の回折点の変化を観測した。
３．結果と考察（Results and Discussion）
　複合機能性スピンクロスオーバー錯体の単結晶を室温で構造解析することで温度変化や光照射に用いる結晶を選別した。最も結晶性の良い単結晶を用い、17 Kで結晶構造解析を行った。いずれの温度においても晶系空間群は既報のものと同じであり、高温相と低温相の分子構造、結晶構造ともによく一致していた。次に、17 Kにおいてφ軸で結晶を回転させながら30分間、532 nmのレーザー光を照射し、光照射前後での回折点の変化を観測した。図に示すように、低温相のブラッグ回折点の近傍に新たな回折点が生じることが明らかとなった。一方、光照射により新たに生じた回折点の強度は、その後光照射を続けても強くなることはなかった。これは結晶の厚みによる光吸収のため結晶内部まで光が侵入できないためと考えられる。続いて、光照射により生じた回折点の温度依存性を検討するため、38 Kまで昇温後、20 Kに戻し測定を行ったところ、光照射により生じた回折点は完全に消失していた。磁化率の温度変化では、完全に緩和する温度が80 K前後であるため、冷凍機での冷却には大きな温度差があることが判明した。今後、これらの問題点を考慮した検討を継続する。
(a) (b)
図． 532 nm照射前(a)と532 nm照射後(b)の回折像
４．その他・特記事項（Others）
　本研究は科研費基盤研究(C)19K05402と特別推進研究18H05208により行われた研究である。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) T. Ishikawa, T. Okazaki, D. Nishida, Y. Sudo, Y. Okimoto, S. Koshihara, M. Hada, A. Miyawaki, K. Takahashi, 13th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets, 令和１年９月２４日.
(2) 石川忠彦, 西田大介, 沖本洋一, 腰原伸也, 佐藤文菜, 一柳光平, 深谷亮, 宮脇敦大, 高橋一志,日本物理学会2019年秋季大会（物性）, 令和１年９月１１日.
６．関連特許（Patent）
なし。