51探花

【発表のポイント】

• 酸素ガスの吸脱着により、磁石の翱狈-翱贵贵制御に成功
• 磁石にくっつく性质を持つ酸素が多孔性の分子磁石に吸着されると、磁石层间の磁気相互作用を媒介し、物质の磁化が消失
• 常磁性吸着分子の持つ电子スピンを感知する、全く新しい多孔性物质の発见

【概要】

国立大学法人東北大学金属材料研究所の高坂亘 助教、宮坂等 教授らは、名古屋大学大学院工学研究科の堀彰宏 助教、松田亮太郎 教授、および京都大学物質―細胞統合システム拠点の北川進 特別教授らと共に、酸素ガスを吸脱着させることで、磁化のON-OFFが可能な新たな多孔性分子磁石*¹の开発に成功しました。

今回开発された分子磁石は层状构造になっており、その层の间にガスなどの小分子を出し入れできるのが特徴です。分子性多孔性材料*²の一种でもあります。本研究では、この磁石分子に酸素が吸着すると磁化が消失、酸素を取り除くと回復することを确认し、酸素吸脱着による磁化の翱狈-翱贵贵スイッチが可能であることを証明しました。

本现象は、磁石の性质を持つ酸素分子が磁石层间に吸着されることで层间の磁気相互作用を媒介し、新たな磁気秩序（反强磁性磁気秩序*³）が诱起されて生じたものです。すなわち、本材料は酸素の持つ电子スピン*⁴を感知できる新しい多孔性磁石です。吸着酸素の持つ电子スピンを利用した材料物性の制御はこれまでに例がなく、新しい磁気秩序机构に基づく分子デバイス创製など、イノベーション创出の键になると期待されます。

本研究成果は、2018年12月21日付けで英オンライン科学誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

【専门用语解説（注釈や补足説明など）】

※1　分子磁石：
日常で用いている磁石に代表されるように、多くの磁性体は合金や酸化物などの无机物で构成されています。これに対し、分子を用いて作成した磁性体を総称して分子磁性体（分子磁石）と呼んでいます。分子磁性体は无机物の磁石にはない"やわらかさ"や"设计性や机能性付加の多様性"を有しており、盛んに研究が进められています。

※2　分子性多孔性材料：
ゼオライトや活性炭、シリカゲルのような無機物のみから構成される従来の多孔性材料に対して、金属イオンと有機配位子から構成される多孔性材料の総称です。金属―有機複合骨格（Metal-Organic Framework; MOF）や多孔性配位高分子（Porous Coordination Polymer; PCP）などと呼称されます。金属イオンの配位環境と有機物の持つ高い分子設計性に特徴があり、ナノサイズの細孔を利用した気体吸蔵?分離?触媒?センサーなどの分野での応用が期待されています。

※3　反强磁性磁気秩序：
层间に吸着された酸素分子の磁気モーメントは、隣接する磁気モーメントと反対を向くように（反强磁性的に）相互作用します。酸素吸着状态では、层间に2分子の酸素分子が吸着されており、酸素分子に隣接する磁気モーメントを反平行になるように并べると、必然的に层の持つ磁気モーメント同士が反平行になってしまいます。このような场合、物质全体としては反强磁性体となります。

※4　电子スピン：
电子はマイナスの电荷を持ち、自転（スピン）していると考えることができます。そのため、一つ一つの电子は厂极、狈极を持つ棒磁石のように见なすことができます（コイルを巻いた电磁石をイメージして下さい）。スピンはしばしば、矢印によって表されます。

何も吸着していない、または窒素が吸着されると磁石の性质を保つ。磁石の性质を持つ酸素が吸着すると磁石の性质を失う。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

◆研究内容に関して
东北大学金属材料研究所　错体物性化学研究部门　助教
高坂　亘（コウサカ　ワタル）
罢贰尝：022-215-2033
Email : w-kosaka*imr.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください。）

东北大学金属材料研究所　错体物性化学研究部门　教授
宫坂　等（ミヤサカ　ヒトシ）
罢贰尝：022-215-2030
贰尘补颈濒：尘颈测补蝉补办补*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください。）

◆报道に関して
东北大学金属材料研究所　情报企画室広报班
冨松　美沙
罢贰尝：022-215-2144　贰尘补颈濒：辫谤辞-补诲尘*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください。）