宮坂 等（みやさか ひとし）氏

東京都立大学大学院理学研究科 無機化学教室　助手 科学技術振興事業団　さきがけ研究21「秩序と物性」領域 プロフィール： 1969年生まれ。長野県立松本深志高校出身。島根大学理学部化学科を卒業後、九州大学大学院理学研究科修士課程及び博士課程に進み、1998年3月理学博士取得。その後、京都大学大学院工学研究科で日本学術振興会特別研究員（ＰＤ）、アメリカTexas A&M大学でPDフェローを経て、2000年10月より現職（都立大）。2001年12月よりPRESTO研究員。 大学院時代から金属錯体を用いた分子磁性の研究を始め、さらにPD時代より錯体分子の電子移動を含めた幅広い電子物性に興味を持ち研究を行っている。現在の興味はナノワイヤー金属錯体の化学と物理、錯体化学を駆使した機能性分子の開発、金属?金属結合フロンティア軌道を利用した電子物性。 Email

東京都立大学大学院理学研究科 無機化学教室　助手
科学技術振興事業団　さきがけ研究21
「秩序と物性」領域
宮坂　等　氏

単一次元鎖磁石の構造秩序性と磁性制御

　我々の良く知るバルク磁石は、二次元以上のスピン配列なしには磁石にはなり得ない。しかし、孤立一次元鎖のスピンが一軸異方性をもって強磁性的（或いはフェリ磁性的）に配列すると、その磁化反転には緩和時間が必要となり準安定電子状態を示す場合がある。いわゆる、一本の一次元鎖（ナノワイヤー）が磁石としての性質を内在する「単一次元鎖磁石」である。

　本研究では、未だ２例のみ（そのうち一例は本研究者による）の準安定電子状態をもつ単一次元鎖磁石を、構造及び磁気的秩序をコントロールすることによって合理的に構築し、量子的挙動の解明を目標としている。

　このような化合物を構築するには、１）強磁性鎖、２）孤立した一次元鎖（鎖間の磁気的相互作用の消失）、３）大きな一軸異方性をもつ 一次元鎖（すなわちIsing鎖）、の三つの重要な条件を制御する必要がある。そこで、この三つの設計要素を満たす一連の一次元金属錯体を、一軸異方性の明確な Mn(III)シッフ塩基金属錯体を異種金属錯体と自己集積により組み合わせることによって作り出すことに成功した。

　図１はその単一次元鎖磁石の結晶構造（パッキング）を示している。鎖間にカウンターイオンを挿入することで鎖間の磁気的制御を達成し、孤立系ナノワイヤーを実現した。図２に示すように、交流磁化率はin-phase及びout-of-phaseともに周波数依存を示し、それらの関係はDebyeモデルによる単緩和過程として表すことができる。現在新たな単一次元鎖磁石の開発を行っており、また鎖間を制御することにより、バルク磁気挙動と単一次元鎖磁石挙動の両磁性を制御することにも成功している。

図1.　拡大 Mn(III)-Ni(II) ２：１型単一次元鎖磁石[Mn2(saltmen)2Ni(pao)2(py)2](PF6)2の結晶構造： a) ac平面投影。一次元鎖はac平面に沿って配列している（カウンターイオンは省いている）。 b) ac平面に垂直な方向からの投影。鎖間にカウンターイオンが配置していることがわかる。鎖間の再近接金属-金属距離は10.3 Å以上。

図2. 交流磁化率のCole-Cole plotと周波数依存

1. Miyasaka, H., Clerac, R., Ishii, T., Chang, H., Kitagawa, S. & Yamashita, M.
   Out-of-plane dimers of Mn(Ⅲ) quadridentate Schiff-base complexes with saltmen^2- and naphtmen^-2 ligament
   J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1528-1534 (2002).
2. Miyasaka, H. & Yamashita, M.
   Chemistry (Kagaku-Dojin) 57-7, 12-16 (2002).
3. Clerac, R., Miyasaka, H., Yamashita, M. & Coulon, C.
   Evidence for single chain magnet behavior in a MnIII-NiII chain designed with high spin magnetic units: A route to high temperature metastable magnets
   J. Am. Chem. Soc. 124, 12837 (2002).