東北大・京大・名大、酸素分子の電子スピンを見分ける多孔性磁石の開発に成功

発表日:2019年1月16日

酸素分子の電子スピンを見分ける多孔性磁石

酸素ガスの吸脱着により磁石のON-OFF制御に初成功

<発表のポイント>

●酸素ガスの吸脱着により、磁石のON-OFF制御に成功

●磁石にくっつく性質を持つ酸素が多孔性の分子磁石に吸着されると、磁石層間の磁気相互作用を媒介し、物質の磁化が消失

●常磁性吸着分子の持つ電子スピンを感知する、全く新しい多孔性物質の発見

※参考画像は添付の関連資料を参照

<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）の開発に成功しました。

今回開発された分子磁石は層状構造になっており、その層の間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）の一種でもあります。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確認し、酸素吸脱着による磁化のON-OFFスイッチが可能であることを証明しました。

本現象は、磁石の性質を持つ酸素分子が磁石層間に吸着されることで層間の磁気相互作用を媒介し、新たな磁気秩序（反強磁性磁気秩序（*3））が誘起されて生じたものです。

すなわち、本材料は酸素の持つ電子スピン（*4）を感知できる新しい多孔性磁石です。吸着酸素の持つ電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、新しい磁気秩序機構に基づく分子デバイス創製など、イノベーション創出の鍵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。

※以下は添付リリースを参照

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参考画像

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0500076_01.JPG

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0500076_02.pdf