本研究では、局在型および非局在型スピン中心が共存した分子系を構築し磁性半導体の特性を有する分子機能材料の創製を目指した。具体的には、局在型スピン中心としてテトラメチルピロリンオキシルを選択し、これをオリゴチオフェン骨格と縮環させた後、イオンラジカルを発生させ、その磁気特性を検討した。
生成物の化学的安定性は、オリゴチオフェン骨格の置換基の種類に大きく依存した。イオンラジカル発生前後での溶液ESRスペクトルの変化から局在型ラジカルと非局在型ラジカル間にスピン交換が認められたが、固体状態ではイオンラジカル間の強い反強磁性的な相互作用が優勢となり、局在型スピン中心由来の磁気特性のみが観測された。
In the present study, design and synthesis of molecular functional materials exhibiting magnetic semiconductor by constructing molecular systems in which localized and non-localized spin centers coexist. Tetramethylpyrrolinoxyl was selected as the localized spin center, and after fusing it with an oligothiophene skeleton, ion radical species were generated, and their magnetic properties were physiochemically investigated.
The chemical stability of the products strongly depended on the type of substituent of the oligothiophene skeleton. Spin exchange between localized and nonlocalized radicals was observed in the solution ESR spectra before and after ion radical generation, but in the solid state, strong antiferromagnetic interactions between ion radicals became dominant, and only magnetic properties derived from localized spin centers were observed.

研究種目 : 基盤研究 (C) (一般)
研究期間 : 2020～2022
課題番号 : 20K05609
研究分野 : 有機機能材料化学