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KOBAYASHI, “Design and Development of New Magnetic Molecular Conductors and Nanostructured Moleculsr systems,”

International Symposium on Construction of Nanostructured Molecular Assemblies with Novel Electrinic Functions, Osaka, December 2004.

K. TAKAHASHI, “An Approach to Photo-switchable Molecular-based Conductors: Ni(dmit)2 Salt with Fe(III) Spin-crossover Anion,” International Symposium on Construction of Nanostructured Molecular Assemblies with Novel Electrinic Functions, Osaka, December 2004.

B -6) 受賞、表彰

日本化学会学術賞 (1997).

B -7) 学会及び社会的活動

文部科学省、学術振興会等の役員等 学術審議会専門委員 (1999-2000).

特別研究員等審査会専門委員 (1999-2000).

学会誌編集委員

日本化学会トピックス委員 (1970-1972).

日本化学雑誌編集委員 (1981-83).

日本結晶学会誌編集委員 (1984-86).

日本化学会欧文誌編集委員 (1997-1999).

J. Mater. Chem., Advisory Editorial Board (1998- ).

科学研究費の研究代表者、班長等

特定領域(B )「分子スピン制御による新機能伝導体・磁性体の構築」領域代表者 (1999-2001).

科学技術振興事業団 戦略的創造研究推進事業「高度情報処理・通信の実現に向けたナノ構造体材料の制御と利用」「新,  規な電子機能を持つ分子ナノ構造体の構築」研究代表者 (2002- ).

その他の委員

日本化学会学術賞選考委員 (1995).

東大物性研究所物質評価施設運営委員 (1996-1997).

東大物性研究所協議会委員 (1998-1999).

東大物性研究所共同利用施設専門委員会委員 (1999-2000).

B -10)外部獲得資金

基盤研究(B ), 「高圧下のX線単結晶構造解析技術と有機結晶の高圧固体化学」, 小林速男 (1998年 -2000年).

特定領域研究(B )(磁性分子導体), 「分子スピン制御による新機能伝導体・磁性体に構築」, 小林速男 (2001年 -2003年).

戦略的創造研究推進事業(C R E S T ), 「新規な電子機能を持つ分子ナノ構造体の構築」, 小林速男 (2004年 - ).

C ) 研究活動の課題と展望

分子性伝導体の分野ではこれまでに膨大な知見が蓄積されている。最近このような知見を活かし,単純な分子性伝導体の 開発研究から脱却し,新規な分子デバイスへの展開を目指し,(光,磁場,電場などの)外力によって分子物質系の状態を制 御し,伝導性を大幅にコントロールすることができる多重機能性伝導体の開発が試みられている。これまで見いだしてきた 幾つかの磁性有機超伝導体や私達の最近の研究により可能性が明瞭に浮かび上がってきた光磁性分子性伝導体の開発 などが良い例である。一方,分子性伝導体開発研究にとって長年の目標でもあった単一分子だけで出来た金属結晶が実 現し,従来にない単一分子性金属の特色を生かした,新たな特性を持つ伝導体の開発の可能性など,新たな目標に向かっ て研究は前進しつつある。私達が明らかにした単一分子性金属結晶の分子設計条件を良く吟味すれば,私達が実現した ものとは異なるタイプの分子による単一分子性金属結晶を同様な考えに従って開発できることは明らかである。例えば,単一 種の純有機分子だけで金属結晶や超伝導体を同様な設計に従って作ることも可能な筈である。しかしその実現にはかなり 合成技術と忍耐が必要とされるものと予想している。

3-6 相関領域研究系

相関分子科学第一研究部門

井 上 克 也(助教授)

*)

A -1)専門領域:固体物性化学

A -2)研究課題:

a) 不斉構造を持つ分子磁性体の構築とその物性に関する研究

b) 高スピンπ‐ 共役ポリニトロキシドラジカルを配位子とする遷移金属錯体の合成と物性に関する研究 c) 自己増殖反応場の構築に関する研究

A -3)研究活動の概略と主な成果

a) 不斉構造を有する分子磁性体とその物性に関する研究:特異な磁気光学現象が予測されている不斉な磁気構造を有 する透明な磁性体の構築研究を行った。キラル配位子を有するマンガンまたは銅の2価イオンとヘキサシアノクロ ム3価またはオクタシアノタングステン5価イオンの自己集合組織化させることにより二および三次元の不斉構 造を有するフェリ磁性体の構築に成功した。単結晶による磁気異方性測定の結果,磁化の主軸および磁気異方性定 数に関する研究を進めた。キラル配位子を有するマンガンの2価イオンとヘキサシアノクロム3価イオンを含む二 次元の不斉構造を有するフェリ磁性体(Green Needle)について,可逆な単結晶で進行する2つの構造相転移を発見 した。3種の多形について構造,磁性,磁気異方性の研究を進めた。

b) 高スピンπ‐ 共役ポリニトロキシドラジカルを配位子とする遷移金属錯体の合成と物性に関する研究:高スピン有機 ラジカルと遷移金属イオンの自己集合組織化を用いた分子磁性体の構築研究では,様々な次元性を有する錯体が得 られている。これらの錯体は,その磁気構造の次元性に対応した磁性の異方性およびダイナミクスを示す。1次元錯 体のパルス超強磁場による磁化のダイナミクスの研究を行うことにより,詳細な磁気構造および磁区のダイナミク スを解析した。

c) ポルフィリンを基本ブロックとした,三次元自己増殖反応場の設計を行い,基本パーツの合成を進めた。

B -1) 学術論文

G. JUHASZ, S. HAYAMI, K. INOUE and Y. MAEDA, “[Co-II(phimpy)2](ClO4)2 and [Co-II(ipimpy)2](ClO4)2: New Cobalt(II) Spin Crossover Compounds, and the Role of the Ligand Flexibility in Spin Transition Behavior,” Chem. Lett. 32, 882–883 (2003).

N. V. BARANOV, N. V.MUSHNIKOV, T. GOTO, Y. HOSOKOSHI and K. INOUE, “Slow Dynamics of the Magnetization in the Ordered State of Molecule Based Magnets with One-Dimensional Chain Structure,” J. Phys.: Condens. Matter. 15, 8881–8897 (2003).

K. NAGAYOSHI, MK. KABIR, H. TOBITA, K. HONDA, M. KAWAHARA, M. KATADA, K. ADACHI, H.

NISHIKAWA, I. IKEMOTO, H. KUMAGAI, Y. HOSOKOSHI, K. INOUE, S. KITAGAWA and S. KAWATA, “Design of Novel Inorganic-Organic Hybrid Materials Based on Iron-Chloranilate Mononuclear Complexes: Characteristics of Hydrogen-Bond-Supported Layers toward the Intercalation of Guests,” J. Am. Chem. Soc. 125, 221–232 (2003).

M. DOERR, M. ROTTER, M. ELLERBY, A. MARKOSYAN, SS. SAXENA, Y. HOSOKOSHI, K. INOUE and M.

LOEWENHAUPT, “Pressure Dependent Magnetization of DyCu2 Single Crystals,” Physica B 329, 633–634 (2003).

IS. DUBENKO, IY. GAIDUKOVA, SA. GRANOVSKY, K. INOUE, AS. MARKOSYAN, S. ROY and N. ALI, “Magnetic Phase Transitions in (Tb,Y)Mn2M2 (M = Ge and Si) Systems,” J. Appl. Phys. 93, 8185–8187 (2003).

S. HAYAMI, R. KAWAJIRI, G. JUHASZ, T. KAWAHARA, K. HASHIGUCHI, O. SATO, K. INOUE and Y. MAEDA,

“Study of Intermolecular Interaction for the Spin-Crossover Iron(II) Compounds,” Bull. Chem. Soc. Jpn. 76, 1207–1213 (2003).

K. MUKAI, S. JINNO, Y. SHIMOBE, N. AZUMA, M. TANIGUCHI, Y. MISAKI, K. TANAKA, K. INOUE and Y.

HOSOKOSHI, “Genuine Organic Magnetic Semiconductors: Electrical and Magnetic Properties of the TCNQ and Iodide Salts of Methylpyridinium-Substituted Verdazyl Radicals,” J. Mater. Chem. 13, 1614–1621 (2003).

Y. TAKAZAKI, Z. YANG, M. EBIHARA, K. INOUE and T. KAWAMURA, “A Honeycomb Network of a Paddlewheel-Type Dirhodium Complex in Two Oxidation States and Pinningof the Oxidation States,” Chem. Lett. 32, 120–121 (2003).

N. V. BARANOV, K. INOUE, H. MICHOR, G. HILSCHER and A. A. YERMAKOV, “Spin Fluctuations in Gd3Rh Induced by f–d Exchange: the Influence on the T-Linear Specific Heat,” J. Phys.: Condens. Matter 15, 531–538 (2003).

ZM. WANG, B. ZHANG, T. OTSUKA, K. INOUE, H. KOBAYASHI and M. KURMOO, “Anionic NaCl-Type Frameworks of [Mn-II(HCOO)3], Templated by Alkylammonium, Exhibit Weak Ferromagnetism,” Dalton Trans. 2209–2216 (2004).

H. KANDA, Y. NARUMI, Y. HOSOKOSHI, T. SUZUKI, S. KAWATA, K. KINDO, K. INOUE and S. KAIZAKI,

“Synthesis, Magnetic Properties and MCD Spectra of a Four Coordinate Copper(II) Complex with Two Chelated Phenolate-Substituted Imino Nitroxides,” Inorg. Chim. Acta 357, 3125–3133 (2004).

NV. BARANOV, K. INOUE, VI. MAKSIMOV, AS. OVCHINNIKOV, VG. PLESCHOV, A. PODLESNYAK, AN. TITOV and NV. TOPOROVA, “Ni Intercalation of Titanium Diselenide: Effect on the Lattice, Specific Heat and Magnetic Properties,”

J. Phys.: Condens. Matter 16, 9243–9258 (2004).

VI. MAKSIMOV, NV. BARANOV, VG. PLESCHOV and K. INOUE, “Influence of the Mn Intercalation on Magnetic Properties of TiSe2,” J. Alloys Compd. 384, 33–38 (2004).

K. NUNOKAWA, T. SUNAHARA, S. ONAKA, K. OKAZAKI, H. IMAI, K. INOUE and T. OZEKI, “A Novel Au12 Supramolecule Composed of Two-, Three-, and Four-coordinated Au(I) Centers Constructed on the S3 Scaffolding,” Chem.

Lett. 33, 1300–1301 (2004).

H. KUMAGAI, Y. OKA, K. INOUE and M. KURMOO, “2D Molecular Square Grid of Cobalt(II) with Tridentate Phenylglycinate and Mandelate: Structure and Magnetism,” J. Phys. Chem. Solids 65, 55–60 (2004).

K. YAMADA, S. YAGISHITA, H. TANAKA, K. TOHYAMA, K. ADACHI, S. KAIZAKI, H. KUMAGAI, K. INOUE, R. KITAURA, HC. CHANG, S. KITAGAWA and S. KAWATA, “Metal-Complex Assemblies Constructed from the Flexible Hinge-Like Ligand H(2)bhnq: Structural Versatility and Dynamic Behavior in the Solid State,” Chem. Eur. J. 10, 2684–2660

T. SAKAI, K. OKAMOTO, K. OKUNISHI, K. KINDO, Y. NARUMI, Y. HOSOKOSHI, K. KATOH, K. INOUE and T.

GOTO, “Magnetization Plateau and Cusp in S = 1 Spin Ladder,” Physica B 346, 34–37 (2004).

A. HOSHIKAWA, T. KAMIYAMA, A. PURWANTO, K. OISHI, W. HIGEMOTO, T. ISHIGAKI H. IMAI and K.

INOUE, “TOF Neutron Powder Diffraction Studies on a Chiral Two-Dimensional Molecule-Based Magnet,” J. Phys. Soc.

Jpn. 73, 2597–2600 (2004).

H. IMAI, K. INOUE, K. KIKUCHI, Y. YOSHIDA, M. ITO, T. SUNAHARA and S. ONAKA, “Three-Dimensional Chiral Molecule-Based Ferrimagnet with Triplet-herical Strand Structure,” Angew. Chem. Int. Ed. 43, 5618–5621 (2004).

S. HAYAMI, K. HASHIGUCHI, G. JUHASZ, M. OHBA, H. OKAWA, Y. MAEDA, K. KATO, K. OSAKA, M. TAKEDA and K. INOUE, “1-D Cobalt (II) Spin Tamsition Compound with Strong Interchain Interaction: [Co(pyterpy)Cl2]·X,” Inorg.

Chem. 43, 4124–4126 (2004).

S. HAYAMI, K. DANJOBARA, K. INOUE, Y. OGAWA, N. MATSUMOTO and Y. MAEDA, “A Photoinduced Spin Transition Iron(II) Complex with Liquid-Crystal Properties,” Adv. Mater. 16, 869–872 (2004).

Y. OKA and K. INOUE, “Structures and Magnetic Properties of a New Cobalt(II)Linear Trimer with Phenylcinnamic Acid,”

Chem. Lett. 33, 402–403 (2004).

K. MUKAI, N. SENBA, T. HATANAKA, H. MINAKUCHI, K. OHARA, M. TANIGUCHI, Y. MISAKI, Y. HOSOKOSHI, K. INOUE and N. AZUMA, “Molecular Paeamagnetic Semiconductor: Crystal Structures and Magnetic and Conducting Properties of the Ni(dmit)2 Silts of 6-Oxoverdazyl Radical Cations (dmit = 1,3-Dithol-2-Thione-4,5-Dithiolate),” Inorg. Chem.

43, 566-576 (2004).

B -2) 国際会議のプロシーディングス

T. NAITO, T. INABE, T. AKUTAGAWA, T. HASEGAWA, T. NAKAMURA, Y. HOSOKOSHI and K. INOUE, “Physical properties of (ET)3(MnCl4)(TCE) and the related salts,” Synth. Met. 135-136, 613–614 (2003).

Y. YOSHIDA, N. TATEIWA, M. MITOH, M. HIDAKA, T. KAWAE, Y. HOSOKOSHI, K. INOUE and K. TAKEDA,

“Magnetic field effects on an organic S = 1/2 alternating linear Heisenberg antiferromagnet F5PNN,” J. Magn. Magn. Mater.

272-276, 872–873 (2004).

B -5) 特許出願

特願 2000-42970, 特開 2001-237113, 「不斉分子磁石及びその製造方法」, 井上克也(岡崎国立共同研究機構長), 2000年 .

B -6) 受賞、表彰

井上克也 , 井上研究奨励賞 (1995).

井上克也 , 分子科学研究奨励森野基金 (1997).

B -7) 学会および社会的活動 学会の組織委員

分子構造討論会実行委員 (2004).

B -9) 学位授与

岡 芳美 , 「Studies on Structure and Magnetic Properties of L ow-Dimensional C o(II) C omplexes with Phenylcinnamic A cid」, 2004年 3月 , 博士(理学).

B -10)外部獲得資金

奨励研究(A ), 「高スピンπ- 共役ポリニトロキシドラジカルを配位子とする遷移金属錯体の合成と磁性」, 井上克也 (1995年).

若い化学者たちの市来崎基金助成金 , 井上克也 (1995年).

神奈川科学技術アカデミー研究助成 , 「高スピンポリラジカルの遷移金属錯体の磁性」, 井上克也 (1995年).

日産奨励研究助成 , 「三次元磁気構造を持つ高温分子性強磁性体の構築」, 井上克也 (1995年 -1995年).

基盤研究(B ), 「高温キラル分子磁性体の構築と磁気物性」, 井上克也 (2003年 - ).

C ) 研究活動の課題と展望

キラル磁性体は,スピン構造も不斉になる可能性がある。今回得られた結晶について,ヘリカルスピンオーダーとコニカルス ピンオーダーらしきものが観測されている。今後,これらスピン構造を明らかにして行くと共に,他の構築法の探索も進める。

また,スピン−軌道相互作用が大きな遷移金属イオンを用いたキラル磁性体の構築も行う。

*)2004 年 4月 1日広島大学理学部教授

3-7 極端紫外光科学研究系

基礎光化学研究部門

小 杉 信 博(教授)

A -1)専門領域:軟X線光物性、光化学

A -2)研究課題:

a) 軟X線分光による内殻電子の光物性研究 b) 内殻励起を利用した禁制価電子状態の研究 c) 内殻励起の理論的アプローチの開発

A -3)研究活動の概略と主な成果

a) 軟X線分光による内殻電子の光物性研究:孤立分子,分子クラスター,マトリックス分離した分子,低温で凝縮させ た分子,分子イオンを含む分子結晶や高分子鎖等の電子構造を比較するために,種々の実験を行っている。バルクの 性質は孤立系から外挿して考えることができないことはよく知られているが,内殻分光では局所的な電子構造が切 り出せ,高分解能な実験によって特定原子サイト周辺の分子間相互作用のサイズ依存性を明らかにできる。本年度 は希ガスや分子のクラスターの実験に成功した。他の研究グループの同種の研究と比較して,我々の研究対象は小 さなサイズのクラスターであり,分子間相互作用の変化を調べるのに適した系である。今回の実験で,クラスターの 中のサイトによって相互作用の大小や方向に違いがあり,そのため,内殻光電子エネルギーが異なることやクラス ターサイズがわかることを明らかにした。

b) 内殻励起を利用した禁制価電子状態の研究:昨年度まで1重項基底状態分子から1光子で4重項イオン化状態を観 測する共鳴光電子分光法を開発してきた。今年度は1重項基底状態分子から1光子で3重項励起状態を観測する軟 X線共鳴ラマン分光法の装置を製作し,最初のデータを得た。これらの特徴ある実験手法は軟X線による内殻励起 を利用することで可能となるものであり,どちらも2次光学過程を使う。特に軟X線発光を観測する装置は従来の ものと全く違う新しい発想でデザインしたものである。

c) 内殻励起の理論的アプローチの開発:本グループで開発した軟X線吸収スペクトルの量子化学計算コードGSC F 3は 世界の放射光施設(MA X ,A L S,B E S S Y ,D E S Y ,C L S ,A laddinなど)の利用者によって活用されているが,放射光源施 設の性能向上によって内殻励起の実験研究が進んできており,より詳細な現象が記述できる理論と実用的な計算 コードの開発が要求されるようになった。今年度,内殻励起に応用できるスピン軌道計算,量子欠損理論,R行列法,

緊密結合法などの理論的アプローチをC I法の枠内に取り込む計算コードGS C F 4R の開発がほぼ,完了した。すでに オックスフォード大学のグループが利用を始めている。

B -1) 学術論文

R. FLESCH, N. KOSUGI, I. L. BRADEANU, J. J. NEVILLE and E. RÜHL, “Cluster Size Effects in Core Excitons of 1s-Excited Nitrogen,” J. Chem. Phys. 121, 8343–8350 (2004).

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