51探花

【発表のポイント】

• 二酸化炭素ガスを吸着して磁石の性质を失い、二酸化炭素を排出すると磁石に戻る分子磁石^*1の开発に成功
• 二酸化炭素のような非磁性ガス^*2により消磁される磁石は世界初。
• 吸着した二酸化炭素が磁性を诱导する分子格子を変形させるとともに、分子格子と电子的に相互作用することで、材料が非磁性体の电子状态へと変化する机构。
• 二酸化炭素を感知する磁気デバイスの创製につながる结果。

【概要】

磁石は身の回りでありふれた材料ですが、「分子の持つ柔软性」を利用することで、従来の磁性体では実现不可能であった机能性の発现や、磁石机能の活用が可能です。

東北大学金属材料研究所の張俊 博士、高坂亘 助教、宮坂等 教授の研究グループは、大阪大学基礎工学研究科の北河康隆 准教授と共に、二酸化炭素ガスを吸脱着することで、磁化のON-OFFが可能な新たな多孔性磁石の开発に成功しました。

本现象は、吸着された二酸化炭素が、磁性を诱导する层状分子格子を変形させるとともに、分子格子と电子的な相互作用をすることにより、分子格子の电子状态を変化させ、磁気秩序^*3を持たない状态（常磁性状态^*4）になることで生じたものです。二酸化炭素のような、ありふれた非磁性?不活性ガスの吸着を利用して磁性体―非磁性体を制御した例はこれまでになく^*5、ガス吸着による物性制御の可能性を大きく広げる结果です。

本研究成果は、2020年11月30日付け（現地時間）で英オンライン科学誌「Nature Chemistry」にオンライン掲載されました。

図１. 電子供与性分子（水車型ルテニウム錯体）と電子受容性分子（TCNQ誘導体）から合成される層状磁石の模式図。

【用语解説】

^*1　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　不対电子を持たない物质。一般的なガス分子では、二酸化炭素は反磁性物质であり、酸素は常磁性物质^*4です。

^*3　物质中の电子スピン间に磁気的な相互作用が働き、それが叁次元的に长距离に及ぶことにより磁石となります。一般的な磁石は通常、强磁性体、あるいはフェリ磁性体のどちらかです。磁石には磁気相転移温度が存在し、それより高い温度领域では常磁性体^*4となります。

^*4　不対电子（电子スピン）をもつ物质ですが、物质の电子スピンがバラバラの方向を向いているために非磁性体であるが、磁场を印加すると、その方向に弱く配列する性质を常磁性と言います。常磁性を示す物质を常磁性体といい、常磁性体は、强力な磁石を近づけるとそちらに引き寄せられます。しかし、磁场を取り除くとスピンはまたバラバラの方向を向いてしまうため、常磁性体は、いわゆる磁石としての性质は持ちません。

^*5　一般的なガス分子では、酸素の吸脱着を利用した磁石の翱狈-翱贵贵（磁気相変换）が可能な材料が、これまでの研究において见出されていました。东北大学プレスリリース2019年1月16日

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　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
罢贰尝：022-215-2144　贵础齿：022-215-2482
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）