51探花

【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　准教授　那波和宏
多元物质科学研究所　教授　佐藤卓

【発表のポイント】

• 水素结合でつながったフッ素化ピンサー型铜（滨滨）错体^（注１）において、水分子の向きがそろうことをきっかけに结晶构造が変化することを明らかにしました。
• 构造変化によって铜イオンの锁に结合交替が生じ、隣接する磁気モーメントが反强磁性的な対を形成することを磁化测定から示しました。
• 密度汎関数理论计算^（注２）により水素结合を介した経路が、离れた铜イオン间の磁気相互作用を生み出すのに有力であることを示しました。

【概要】

分子磁性体は、构成する元素や配位子、分子の并び方を化学的に设计することにより、磁気的性质を细かく调整できる材料です。

东北大学多元物质科学研究所の那波和宏准教授、国立台北科技大学のNorman Lu教授および東京大学物性研究所?东北大学多元物质科学研究所の佐藤卓教授の国際共同研究グループは、フッ素化ピンサー型配位子をもつ銅（II）錯体において、水分子の配向秩序化によって反強磁性的な磁気モーメントの対が形成されることを明らかにしました。室温では、錯体分子は水素結合によって一様な鎖を形成しています。しかし温度を下げると、銅イオンに配位した水分子の向きがそろい、隣り合う銅イオン間の結合環境が交互に異なる構造へ変化します。その結果、磁気相互作用にも強弱が生じ、反強磁性的な磁気モーメントの対が形成されることにより説明されました。

本成果は、共有结合で直接つながっていない分子间でも、水素结合と水分子の配向を利用して磁気相互作用を制御できることを示すものです。分子配列やフッ素化の程度を化学的に调整することで、构造と磁性の関係を系统的に研究する新たな分子磁性材料の设计指针につながると期待されます。

本研究成果は、2026年9月11日付けで、無機化学分野の専門誌Inorganic Chemistry に掲載されました。

図1．反强磁性的な磁気モーメントの対が形成される様子を表したイメージ図。赤い矢印は颁耻??イオンにおける磁気モーメント、橙色の线は水素结合を介した磁気相互作用を模式的に示しています。

【用语解説】

注1. フッ素化ピンサー型銅（II）錯体：中央のピリジン環と両側の官能基が、はさみ（pincer）のようにCu??イオンを取り囲む分子錯体。本研究では側鎖をフッ素化し、分子間相互作用を調整しています。

注2. 密度汎関数理論：電子状態を量子力学に基づいて計算する方法。分子軌道、スピン密度、磁気相互作用の大きさや伝達経路を調べるために用いました。

【论文情报】

タイトル：Formation of antiferromagnetic spin dimer induced by orientation ordering of water molecule in fluorinated pincered Cu(II) complexes
著者：Kazuhiro Nawa*, Dongge Zheng, Katsuki Kinjo, Chun-Wai Tsang, Pin-Xiang Zeng, Gurumallappa Gurumallappa, Norman Lu*, Taku J. Sato
責任著者：东北大学多元物质科学研究所　准教授　那波 和宏、国立台北科技大学　教授　Norman Lu
掲載誌：Inorganic Chemistry
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
准教授　那波 和宏（なわ かずひろ）
TEL: 022-217-5350
Email: knawa*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所　広報情報室
TEL: 022-217-5198
Email: press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）