希土類錯体に見られる遅い磁化緩和現象(いわゆる単分子磁石挙動)について、分子設計の観点より制御を試みるとともに、単結晶を用いた角度分解型の磁化率測定など新規の磁気測定方法を適応し、分子の対称性に着目しながら、その磁気物性の解明を試みた。希土類単核錯体および反磁性の2価金属イオンを含む三核錯体を複数合成し、軸位からの強い結晶場が遅い磁化緩和特性を強化すること、ある種の軸回りの対称性が緩和速度を加速することを見出した。本研究は鉄(II)ないし鉄(III)イオンと有機配位子Hbpcaよりなる錯体を一つのユニットとして集積型金属錯体を構築し,その磁気的相互作用について詳細の解明と制御を目的として遂行したものである.表題の鉄(III)三核クラスター配位子(CL^-)は中心にμ_<3>-オキソにより架橋された鉄(III)三核クラスターコアを有し,鉄イオン間を架橋するアルコキソイオン,四つの塩化物イオン,そして配位可能なカルボニル酸素を提供する二つのbpca^-イオンよりなり,一価の負電荷を有する錯体であり、金属イオン集積体の構築素子として極めて有効である。研究の過程で新規に鉄(III)三核クラスター配位子(CL-)の合成に成功した.CL-は中心にμ_3-オキソにより架橋された鉄(III)三核クラスターコアを有し,鉄イオン間を架橋するアルコキソイオン,四つの塩化物イオン,そして配位可能なカルボニル酸素を提供する二つのbpca-イオンよりなり,一価の負電荷を有する錯体である.CL-は同じ方向を向いた四つの配位可能なカルボニルサイトを有し、金属イオン集積体の構築素子として極めて有効である。二つのクラスター配位子と二価の第一遷移金属イオンから成る七核錯体を複数合成し、その磁気的挙動を調べた。(前者)においては、まだプレリミナリーな結果ながら磁気異方性が存在することも強磁場中のトルク測定より明らかとなった。本研究課題では希土類金属イオンの磁気異方性に立脚した遅い磁化緩和の発現(単分子磁石挙動の発現)を配位子の構造制御に基づいて制御するとともにその遅い磁化緩和の機構解明を目的としている。希土類金属イオンは大きな軌道角運動量と磁化を保持し、結晶場の効果により特定の方向に磁化ベクトルの向きを固定するが可能となる。配位子はルイス塩基であり、その電荷と希土類金属イオンのf軌道との電荷反発に基づいて軌道角運動量の向きが特定の方向に固定される。配位子にルイス酸的な部位(カチオン性の部位)を導入することができれば、磁気異方性の強化が可能となると考え、そのような配位子の原材料となるピラジン-2,6-ジカルボン酸の合成を試み、グラムオーダーでの合成に成功した。上記と並行し、ピラジンジカルボン酸と比較の対象となるピリジンジカルボン酸を配位子とする錯体についての研究を進めた。この中で、軌道角運動量を持たないガドリニウム錯体(既知)が40Kという高温まで遅い磁化緩和を示すことが明らかとなったので、その磁化緩和機構の解明を試みた。具体的には、一辺4-5mm程度の大きさの単結晶を育成し、分子の主軸(3回軸)に平行ないし垂直に磁場を印加した状態で交流磁化率を測定し、遅い磁化緩和の異方性について検討を行った。結果として結晶の配向に対する遅い磁化緩和の方向依存性を見出すことに成功した。このような磁化の異方性はほとんど知られておらず、遅い磁化緩和の機構解明に役に立つ事例であると考えている。希土類錯体を基盤とし、ミリ秒程度の遅い磁化緩和過程を示す「単分子磁石」を対象に、遅い磁化緩和発現の機構解明と分子設計に基づく希土類錯体合成を行った。希土類金属イオンであるCe(III)、Nd(III)、Tb(III)、Dy(III)、Er(III)、Yb(III)を中心金属として用い、それぞれの電子構造に最適な分子構造を発案し、それらの錯体が単分子磁石として振る舞うことを実験的に証明した。(希土類単分子磁石)において磁化が反転するメカニズムの解明を、非弾性散乱法により試みた。核スピンを持つ中性子を用いた分子磁性体の磁気特性解明の研究はまだ稀で、適応可能な試料についての条件も厳しい。向けた重水素化試料(C40D39N8O11S2Zn2Ln、D化率98%以上)の合成、3)J-PARCの中性子ラインAMATERASにおける中性子散乱実験、を行った。散乱結果については現在も解析が進行中である。5価(5f1)から3価(5f3)のウラン錯体の多くが一軸対称性の配位子場Cnを持つことに着目し、実験と理論の両面から、5f軌道の各電子配置における基底状態とその物性化学の検討を行った。Magnet,SMM)を研究対象とし,その設計指針の開拓を目指した研究を行った。創成を目指し,合成化学的な側面と物性解明の側面より研究を行った。Fe(II)イオンの容易面ねじれ配向により鎖全体として容易軸異方性を実現していることから,磁気特性は構造的な摂動に対し極めて敏感に応答する。可逆的な溶媒吸脱着に連動したSCM特性の可逆的変化をナノ磁石に対し初めて実現した。