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第 12 回東邦大学複合物性研究センターシンポジウム 12th HIGH-TECH RESEARCH CENTER SYMPOSIUM

December 1 (Sat), 2018

Faculty of Science, Toho University, 2-2-1 Miyama, Funabashi, Chiba 274-8510 Japan

プログラム（Program Schedule） Oral Presentations (理学部 V 館 2 階 5207 (Room 5207))

10:00 - 10:05 Opening Address 幅田揚一 (Yoichi Habata) 東邦大学 (Toho University)

10:05 - 10:35 カイラル磁性体を用いたスピン流-熱流-電流変換に対する理論的研究

星幸治郎（東邦大学）

"Numerical study on the spin current, thermal current and charge current-conversion in chiral

magnets" Koujiro HOSHI (Toho University)

10:35 - 11:05 孤立分子が放つ『ポアンカレ蛍光』

古川武（東邦大学）

"Poincare fluorescence emitted from molecules in isolated environment"

Takeshi FURUKAWA (Toho University)

11:05 – 11:15 Break

11:15 – 11:45 磁気異方性のごく小さな Heisenberg アモルファススピングラス薄膜の作製

---カイラルグラス相転移モデルの新たな検証を目指して

齊藤敏明（東邦大学）

"Deposition of amorphous Heisenbeg spin glass thin films with very small anisotropy

--- new investigation of the chiral glass transition in Heisenberg spin glass"

Toshiaki SAITO (Toho University)

11:45 - 13:00 Lunch

13:00 - 14:30 Poster session (理学部 V 館 2 階 Room #5204, #5205 and #5206)

14:30 - 14:40 Break

14:40 - 15:10 Pillar[5]-thiacrowns Exhibiting Guest Recognition and Metal Ion-Triggered Planar

Chiral Inversion

Eunji Lee (Toho University)

15:10 – 15:40 カーボンナノドットの発光特性と分析化学的利用

森田耕太郎（東邦大学）

"Photoluminescent properties of carbon nanodots for potential use in analytical chemistry"

Kotaro MORITA (Toho University)

15:40 - 15:50 Break

15:50 – 16:20 可逆的共有結合を用いた分子構造制御

加知千裕（東邦大学）

"Modification of molecular structure based on reversible covalent bonding"

Chihiro KACHI-TERAJIMA (Toho University)

16:20 - 16:30 Closing Address (Poster Awards Ceremony)

12th HIGH-TECH RESEARCH CENTER SYMPOSIUM

1 December 1 (Sat), 2018

ポスターセッション Poster Session (理学部 V 館 2 階 5204, 5205, 5206 (Room 5204, 5205, 5206) ) 奇数番の方は 13:00-13:45 まで，偶数番の方は 13:45-14:30 までポスター前に立っていてください．

理学部 V 号館 2 階 5204 (Room 5204)

1 "かごめ格子上の異方的スピン 1/2XXZ 模型における分数量子

化されたベリー位相" (東邦大) ○石井航太, 初貝安弘, 河原

林透 "Fractionally quantized Berry's phase in an anistropic spin 1/2 XXZ model on the Kagome lattice" (Toho Univ.) ○

Kota ISHII, Yasuhiro HATSUGAI, Tohru KAWARABAYASHI

2 "非対称磁気スカーミオンの集団励起状態に対する数値的研

究" (東邦大) 〇室岡玲美, 大江純一郎 "Numerical study on collective excitation of asymmetric magnetic skyrmions" (Toho Univ.) 〇Remi MUROOKA, Jun-ichiro OHE

3 "螺旋磁性体中の非線形磁化ダイナミクスに関する理論的研究

" (東邦大) 〇杉下将哉, 大江純一郎 "Numerical study on the non-linear magnetization dynamics in herical magnets " (Toho Univ.) 〇Masaya SUGISHITA, Jun-ichiro OHE

4 "-d 相互作用と磁気秩序を伴う金属-絶縁体転移 IV" (1 東邦大, 2 理研, 3 日大文理) ○峯沢文弥 1, 増田聖 1, 田嶋尚也 1, 西尾

豊 1, 加藤礼三 2, 周彪 3 "-d Interaction and Metal-Insulator Transition with Magnetic Order IV" (1Toho Univ., 2RIKEN, 3Department of Humanities and Sciences,Nihon Univ.) ○F. Minezawa1, H. Masuda1, N. Tajima1, Y. Nishio1, R. Kato2, B. Zhou3

5 "圧力下における-ET_2_I_3_の熱的性質 IV" (1 東邦大, 2 愛媛

大, 3RIKEN) 〇高須康弘 1, 杉山敦 1, 田嶋尚也 1, 梶田晃示1, 西尾豊 1, 内藤俊雄 2, 加藤礼三 3 "Thermal properties of -ET_2_I_3_ under pressure IV" (1Toho Univ., 2Ehime Univ., 3RIKEN) 〇Y. Takasu1, A. Sugiyama1, N. Tajima1, K. Kajita1, Y. Nishio1, T. Naito2, R. Kato3

6 "EtMe_3_P[Pd(dmit)_2_]_2_における Valence Bond Order と超

伝導の熱的研究 III" (1 東邦大, 2 理研) 〇三津谷幸丸 1, 伊

藤常滋 1, 立脇奈緒 1, 田嶋尚也 1, 西尾豊 1, 加藤礼三 2 "Thermal study of Valence Bond Order and Superconducitivity in EtMe_3_P[Pd(dmit)_2_]_2_ III" (1Toho Univ., 2RIKEN) 〇Y. Mitsuya1, J. Itoh1, N. Tatiwaki1, N. Tajima1, Y. Nishio1, R. Kato2

7 "水素分子のイオン化解離における同位体効果" (1 東邦大, 2 東

理大) ○本間謙太郎 1, 高橋果林 2, 金杉優希 1, 古川武 1, 酒

井康弘 1 "Isotope effects in dissociative ionization of hydrogen molecule" (1Toho Univ., 2Tokyo Univ. Sci.) 〇 Kentaro HOMMA1, Karin TAKAHASHI2, Yuki KANASUGI1, Takeshi FURUKAWA1, Yasuhiro SAKAI1

8 "高温パルスアーク放電法を用いた二層カーボンナノチューブ

の選択的生成 " ( 東邦大 ) 〇田中佑弥 , 菅井俊樹 "Selective Production of Double-wall Carbon Nanotubes by High-temperature Pulsed-arc Discharge" (Toho Univ.) 〇Yuya TANAKA, Toshiki SUGAI

9 "移動度質量分析のためのガス中イオン発生・輸送システムの

開発" (東邦大) 〇寺田夏樹, 菅井俊樹 "Development of Ion Source and Ion Transfer System for Ion Mobility Ion Spectrometry at Ambient Pressure" (Toho Univ.) ○Natsuki TERADA, Toshiki SUGAI

10 "トラップ型気相移動度測定装置によるグラフェン量子ドットの評

価" (東邦大) 〇星野裕大, 菅井俊樹 "Characterization of Graphene Quantum Dots by Ion Trap Ion Mobility Measurement System" (Toho Univ.) ○Yudai HOSHINO, Toshiki SUGAI

11 "エレクトロスプレーイオン化で生成した液滴のサイズ・荷電量

の研究" (東邦大) ○内山史章, 菅井俊樹 "The Study on Size and Charge of Liquid Droplets Produced by Electrospray Ionization" (Toho Univ.) ○ Fumiaki UCHIYAMA, Toshiki SUGAI

12 "高蛍光性金銀二成分ナノクラスターの合成と評価" (東邦大) ○宮本莉央奈, 菅井俊樹 "Production and Characterization ofHighly Fluorescent Gold-silver Nanoclusters" (Toho Univ.) ○

Reona MIYAMOTO, Toshiki SUGAI

13 "アゾベンゼン誘導体の熱緩和速度に対する金属錯体の効果" ( 東邦大 ) ○ 篠宮源 , 加知千裕 "Tuning of the thermal relaxation rate of azobenzene derivatives using metal complexes" (Toho Univ.) ○ Hajime SHINOMIYA, Chihiro KACHI-TERAJIMA

14 "キノリン部位を有するアゾ化合物及びその錯体の合成" (東邦

大 ) ○足立大典 , 加知千裕 "Syntheses of azo compound bearing quinoline moiety and its complexes" (Toho Univ.) ○

Daisuke ADACHI, Chihiro KACHI-TERAJIMA

理学部 V 号館 2 階 5205 (Room 5205)

15 "エチニル基をもつピリジンを配位子とした発光性金(I)錯体の

合成" (東邦大) ○縄手建亮，高橋正 "Luminescent Gold(I) Complexes of Ethynyl-pyridines" (Toho Univ.) ○ Kensuke NAWATE, Masashi TAKAHASHI

16 "Botryllazine B 類縁体の効率合成とそれらの in vitro アルド

ース還元酵素阻害活性" (東邦大) ○宇野惣太 , 東翔子 , 佐々木要 , 齋藤良太 "Efficient synthesis of botryllazine B analogs and evaluation of their in vitro aldose reductase inhibitory activity" (Toho Univ.) ○ Sota UNO, Shoko HIGASHI, Kaname SASAKI, Ryota SAITO

17 "Botryllazine A 類縁体の合成とそれらの in vitro アルドース還

元酵素阻害活性" (東邦大) ○納見舞子, 石橋佳奈, 東翔子, 後藤勝 , 佐々木要, 齋藤良太 "Synthesis of botryllazine B analogs and evaluation of their in vitro aldose reductase inhibitory activity" (Toho Univ.) ○ Maiko NOUMI, Kana ISHIBASHI, Shoko HIGASHI, Masaru GOTO, Kaname SASAKI, Ryota SAITO

18 "ジキシリル-26-クラウン-8 を含む円筒状クリプタンドによるカチ

オン性ゲストに対する結合能" (東邦大) ○松本佑香, 阿保欣

之 , 池田茉莉 , 李恩智 , 幅田揚一 , 桑原俊介 "Binding Property towards Several Cationic Guests by Cylindrical Cryptand Based on Dixylyl-26-crown-8" (Toho Univ.) ○Yuka MATSUMOTO, Kinsuke ABO, Mari IKEDA, Eunji LEE, Yoichi HABATA, Shunsuke KUWAHARA

19 "L 字型トリス（テトラアームドサイクレン）の合成と銀錯体の構造

解析" (東邦大) ○堀田拓希, 池田茉莉, 桑原俊介, 幅田揚

一 "Synthesis of L-shaped Tris(tetra-armed cyclen) and Structural Analysis of Silver(I) Complex" (Toho Univ.) ○

Hiroki HORITA, Mari IKEDA, Shunsuke KUWAHARA, Yoichi HABATA



20 "テトラアームドサイクレンの銀錯体によるキラリティー転写と増

幅" (東邦大) ○天満帆香, 李恩智, 岩瀬美樹, 池田茉莉, 桑原俊介 , 李心星 , 幅田揚一 "Chirality Transcription and Amplification by Ag+ Complex with Tetra-armed Cyclen" (Toho Univ.) ○Honoka TENMA, Eunji LEE, Miki IWASE, Mari IKEDA, Shunsuke KUWAHARA, Shim Sung LEE, Yoichi HABATA

21 "アームドサイクレンとジアミンによる銀食い分子型クリプタンドの

ワンポット合成" (東邦大) ○両角多久美, 池田茉莉, 李恩智, 桑原俊介 , 幅田揚一 "One-pot Synthesis of Argentivorous Cryptands by the Reaction of Armed Cyclen with Diamines" (Toho Univ.) ○Takumi MOROZUMI, Mari IKEDA, Eunji LEE, Shunsuke KUWAHARA, Yoichi HABATA

22 "側鎖としてピリジルメチル基を持つテトラアームドサイクレン：合

成と金属錯体の構造" (東邦大) ○早野美帆, 李恩智, 鶴岡

弓子 , 大山洋介 , 池田茉莉 , 桑原俊介 , 幅田揚一 "Tetra-armed Cyclen with Pyridylmethyl Group as Side-arms: Synthesis and Structure of Metal Complexes" (Toho Univ.) ○

Miho HAYANO, Eunji LEE, Yumiko TSURUOKA, Yosuke OHYAMA, Mari IKEDA, Shunsuke KUWAHARA, Yoichi HABATA

23 "Ru(bpy)3 発色団を導入した光駆動分子モーターの合成研究" ( 東邦大 ) ○ 竹中萌 , 池田茉莉 , 幅田揚一 , 桑原俊介 "Synthetic Study of Light-driven Molecular Motors with Ru(bpy)3 Chromophores" (Toho Univ.) ○ Moe TAKENAKA, Mari IKEDA, Yoichi HABATA, Shunsuke KUWAHARA

24 "N-ナフチル-N,N-ビス（4－ピリジルメチル）アミンの銀(I)錯体の

陰イオンおよび溶媒依存性構造変化" (東邦大) ○本宮遥, 李

恩智, 牧良美, 齋藤暁子, 池田茉莉, 桑原俊介, 幅田揚一 "Anion- and Solvent-dependent Structural Changes of Silver(I) Complexes with N-naphthylmethyl-N,N-bis(4-pyridylmethyl)amine" (Toho Univ.) ○Haruka HONGU, Eunji LEE, Yoshimi MAKI, Akiko SAITO,Mari IKEDA, Shunsuke KUWAHARA, Yoichi HABATA

25 "4-methylpyrimidine が配位した Hofmann 型 2 次元高分子錯体

の磁気挙動" (東邦大) ○北清航輔 , 北澤孝史 "Magnetic property of 2D Hofmann-like Complexes using 4-Methylpyrimidine" (Toho Univ.) ○ Kosuke KITASE, Takafumi KITAZAWA

26 "2-イソプロポキシエタノールを取込んだシアン化カドミウム(II)配位高分子の合成と結晶構造" (東邦大) ○川﨑武志, 北澤孝史 "Synthesis and crystal structure of functional cadmium(II) cyanide coordination polymer with 2-isopropoxyethanol" (Toho Univ.) ○Takeshi KAWASAKI, Takafumi KITAZAWA

27 "超低弾性率ポリイミド（１５）. 銅箔接着性改善の検討" (東邦大) ○鈴木幸太 , 佐伯真由美 , 石井淳一 , 長谷川匡俊 "Low-modulus Polyimides (15). Improvement of Adhesion Strength with Copper Foil" (Toho Univ.) ○Kota SUZUKI, Mayumi SAEKI, Junichi ISHII, Masatoshi HASEGAWA

28 "溶媒可溶性低熱膨張ポリイミド（８）.フレキシブルプリント配線

基板用カバー材への応用" (東邦大) ○林史弥, 横山直樹, 石井淳一, 長谷川匡俊 "Organo-Soluble Low CTE Polyimides (8). Applications as Cover Layer Materials in Flexible Printed Circuit Boards" (Toho Univ.) ○ Fumiya HAYASHI, Naoki YOKOYAMA, Junichi ISHII, Masatoshi HASEGAWA

理学部 V 号館 2 階 5206 (Room 5206)

29 "核水素化ピロメリット酸二無水物（H-PMDA）より得られる溶液

加工性透明ポリイミド（７）低熱膨張特性改善に対する新規なジ

アミンの効果" (東邦大) ○市川克樹, 石井淳一, 長谷川匡俊 "Solution-processable Colorless Polyimides Derived from Hydrogenated Pyromellitic Dianhydride (H-PMDA) (7). Effect of Novel Diamines on Improvement of Low Thermal Expansion Property." (Toho Univ.) ○Katsuki ICHIKAWA, Junichi ISHII, Masatoshi HASEGAWA

30 "溶液加工性透明ポリイミド（５）セルロースナノファイバーとの複

合化 " ( 東邦大 ) ○ 長澤祐里 , 石井淳一 , 長谷川匡俊 "Solution-processable Transparent Polyimides (5). Composites with Cellulose Nanofibers" (Toho Univ.) ○Yuri NAGASAWA, Junichi ISHII, Masatoshi HASEGAWA

31 "新規な脂環式テトラカルボン酸二無水物より得られる溶液加

工性透明ポリイミド" (東邦大) ○星野克尚, 佐藤寛貴, 石井淳一, 長谷川匡俊 "Solution-processable Colorless Polyimides Derived from Novel Cycloaliphatic Tetracarboxylic

Dianhydride" (Toho Univ.) ○ Katsuhisa HOSHINO, Hiroki SATO, Junichi ISHII, Masatoshi HASEGAWA

32 "ビスノルボルナンテトラカルボン酸二無水物より得られる溶液

加工性無色透明ポリイミド. 低熱膨張化の検討" （東邦大） ○

深山卓哉 , 石井淳一 , 長谷川匡俊 "Solution-processable Colorless Polyimides Obtained fromBisnorbornanetetracarboxylic Dianhydride.Improvement of Low Thermal Expansion Property" (Toho Univ.) ○ Takuya MIYAMA, Junichi ISHII, Masatoshi HASEGAWA

33 "イオン液体アニオンパーフルオロアルキル鎖長の偶奇が及ぼ

す三価ランタノイドのイオン液体キレート抽出への影響" (1 原子

力機構，2 東邦大) ○江口綾乃 1,2, 岡村浩之 1, 杉田剛 1, 上田

祐生 1, 森田耕太郎 2, 下条晃司郎 1, 長縄弘親 1, 平山直紀 2 "Odd-even effect of perfluoroalkyl chain length in ionic liquid anion on ionic liquid chelate extraction of trivalent lanthanoids" (1JAEA, 2Toho Univ.) ○ Ayano EGUCHI1,2, Hiroyuki OKAMURA1, Tsuyoshi SUGITA1, Yuki UEDA1, Kotaro MORITA2, Kojiro SHIMOJO1, Hirochika NAGANAWA1, Naoki HIRAYAMA2

34 "トリ-n-オクチルホスフィンオキシドを用いたイオン液体抽出系

における第三相への各種チオシアナト錯イオンの分配挙動" ( 東邦大 ) ○ 戸井田美月 , 森田耕太郎 , 平山直紀 "Distribution behavior of thiocyanate-complex ions into third phase in ionic liquid extraction system using tri-n-octylphosphine oxide" (Toho Univ.) ○ Mizuki TOITA, Kotaro MORITA, Naoki HIRAYAMA

35 "混合イミダゾリウム系イオン液体におけるアニオン交換抽出特

性" (東邦大) ○中川知子, 森田耕太郎, 平山直紀 "Ionic liquid anion-exchange extraction behavior on using mixed imidazolium-type ionic liquids" (Toho Univ.) ○ Tomoko NAKAGAWA, Kotaro MORITA, Naoki HIRAYAMA

36 "イオン液体キレート抽出における-ジケトン抽出剤のパーフル

オロアルキル鎖長の効果" (東邦大) ○山田佳林, 森田耕太郎, 平山直紀 "Effect of perfluoroalkyl chain length in -diketone extractant in ionic liquid chelate extraction" (Toho Univ.) ○

Tomoko NAKAGAWA, Kotaro MORITA, Naoki HIRAYAMA



37 "中性配位子ビス(2-ピリジルメチル)アミンによるイオン液体への

二価遷移金属イオンの抽出" (東邦大) ○川島伊織, 森田耕太

郎, 平山直紀 "Extraction of divalent transition metal ions into ionic liquids with a neutral ligand bis(2-pyridylmethyl)amine" (Toho Univ.) ○Iori KAWASHIMA, Kotaro MORITA, Naoki HIRAYAMA

38 "スルホンアミドキノリン型抽出剤によるキレート抽出における溶

媒効果" (東邦大 ) ○白鳥貴大 , 森田耕太郎 , 平山直紀 "Solvent effect in chelate extraction using a sulfonamidoquinoline-type extractant" (Toho Univ.) ○Takahiro SHIRATORI, Kotaro MORITA, Naoki HIRAYAMA

39 "2-メチル-8-キノリノールによる 2 価金属のイオン液体キレート抽

出における立体障害の効果" (東邦大) ○平山絢子, 森田耕

太郎 , 平山直紀 "Effect of steric hindrance in ionic liquid chelate extraction of divalent metals with 2-methyl-8-quinolinol" (Toho Univ.) ○Ayako HIRAYAMA, Kotaro MORITA, Naoki HIRAYAMA

40 "テノイルトリフルオロアセトンを用いた二価金属イオンのイオン

液体キレート抽出におけるイオン液体カチオンの水素結合能の

効果" (東邦大 ) ○宮島麻都香 , 森田耕太郎 , 平山直紀 "Effect of hydrogen bonding ability of ionic liquid cation in ionic liquid chelate extraction of divalent metal ions with thenoyltrifluoroacetone" (Toho Univ.) ○Madoka MIYAJIMA, Kotaro MORITA, Naoki HIRAYAMA

41 "ヘテロ原子含有カーボンナノドットの発光挙動に対するリンお

よびホウ素ドープの影響" (東邦大) ○矢部駿, 平山直紀, 森

田耕太郎 "Photoluminescent properties of carbon nanodots doped with phosphorous or boron" (Toho Univ.) ○Shun YABE, Naoki HIRAYAMA, Kotaro MORITA

42 " ホフマン型配位高分子スピンスイッチング錯体

Fe(3-cyano-4-methylpyridine)2[Ag(CN)2]2 " (東邦大) ○牧戸良

憲 , 小曾根崇 , 赤星大介 , 斉藤敏明 , 北澤孝史 "Spin switching Hofmann-like Coordination Polymer Complex Fe(3-cyano-4-methylpyridine)2[Ag(CN)2]2 " (Toho Univ.) ○

Yoshinori MAKIDO, Takashi KOSONE, Daisuke AKAHOSHI, Toshiaki SAITO, Takafumi KITAZAWA



カイラル磁性体を用いたスピン流-熱流-電流変換に対する理論的研究

（東邦大学理学部物理科）○星幸治郎, 大江純一郎近年、鏡面反転対称性が破れた結晶構造を持つ磁性体（カイラル磁性体）において、螺旋

構造(図 1)や磁気渦構造（図 2）など、空間的にねじれた特殊な磁化構造が報告されている[1]。

このような磁化構造は、トポロジカル的に安定であるため、新しい磁気記録素子としての可

能性が示唆されている。例えば、1 次元的な螺旋磁性構造は、掌性(カイラリティ)と呼ばれる

性質を有しており、右手系と左手系に区別することができる。しかしながら、これらのカイ

ラリティを実験的に判別することは困難であり、これまでは TEM などの大規模な観測装置が

必要であった。

本講演では、これまでに我々が行ったカイラル磁性体を用いた理論的研究について、二つ

の話題を報告する。一つ目は、螺旋磁性体中に電流を流した時に発生する伝導電子のスピン

偏極に関する研究である[2]。通常、磁性金属中の電子は、局在磁化との交換相互作用によっ

て、磁化方向にスピン偏極している。しかしながら、螺旋磁性体中の螺旋軸方向に電流を流

した場合、局在磁化と垂直方向に伝導電子のスピン偏極が表れることを明らかにした。さら

に、そのスピン偏極の向きは、螺旋構造のカイラリティに依存することを数値計算により示

した。このことにより、螺旋磁性体に電流を流すことでカイラリティを決定できるというこ

とを明らかにした。

次に、スカーミオンと呼ばれる磁気渦構造を有する磁性体を用いた熱電効果について紹介

する。熱電効果とは、試料に温度勾配を印加した時、電圧が発生する効果である(図２)。本研

究では、スカーミオン構造を有する磁性体を用いた熱電効果について、数値計算を行った。

その結果、熱勾配に平行にスピン偏極電流が発生することがわかった。また、磁化構造によ

る有効磁場[3]によって、スピン偏極電流が曲げられ、ネルンスト電圧が誘起されることが分

かった。

[1] Y. Togawa, et. al., Phys. Rev. Lett. 111, 197204 (2013).[2]H. Watanabe, K. Hoshi, J. Ohe, Phys. Rev.

B 94, 125143 (2016).[3] P. Bruno, V. K. Dugaev, and M. Taillefumier, Phys. Rev. Lett. 93, 096806

(2004).

Numerical study on the spin current, thermal current and charge current-conversion in

chiral magnets

○Koujiro HOSHI, Jun-ichiro OHE

Department of Physics, Faculty of Science, Toho University

図 1. 螺旋磁性体の模式図(a)左手系(b)右手系

矢印は局在スピンを表している。

図 2.熱電効果のセットアップ。矢印は面内磁化方向、カラーは面直

磁化成分を表している。T は温度を表している。

Room 5207 [10:05-10:35] 12th HIGH-TECH RESEARCH CENTER SYMPOSIUM


孤立分子が放つ『ポアンカレ蛍光』

（東邦大学理学部物理学科）○古川武, 市川弘起，松崎美月, 森大樹（首都大学東京理学研究科）河野直子，吉田茉生, 城丸春夫

（理化学研究所東原子分子物理研究室）東俊行

〜研究の学術的背景〜宇宙空間のように周囲と相互作用がない環境に

孤立した，高温な，つまり分子の内部エネルギーを

分子振動として蓄えた高振動状態にある分子（イオ

ンを含む）の冷却過程は，宇宙初期の大質量星形成

など宇宙空間での分子合成進化過程にもかかわる

興味深い事象である．孤立分子の場合，主として赤

外線を周囲に放出する輻射冷却により，典型的に

0.1 秒程度の時定数でゆっくり冷却(＝内部エネル

ギー減衰)が進む．同時に，分子の内部エネルギー総

和が電子脱離や解離に必要なエネルギーを超える

場合，脱離・解離を起こしてエネルギーを減ずる．

孤立分子の冷却過程は，これまで上記 2 過程の競合によるとされてきた．しかし近年，この 2 過程では説明困難な急速な冷却が相次いで報告された．その後

の研究でこの速い冷却は，分子集団の一部で内部エネルギーが分子内の電子に集中し

て電子励起状態となり，そこから電子遷移によって蛍光を放出する『ポアンカレ蛍光』

によるものとわかった（図１参照）．我々はこの冷却過程について発見当時から炭素

鎖分子負イオン C4－、C6

－を対象に研究を行い，分子の内部エネルギーが電子励起準

位エネルギーを超えると冷却速度が急激に上昇するという，上記の速い冷却がポアン

カレ蛍光過程に起因することを強く示唆する結果を得た．また，C4－，C6

－イオンが発

するポアンカレ蛍光の直接観測にも成功し，本過程の存在に確実な証拠を示した．最

近は C4－，C6

－それぞれが放出する蛍光の大まかな分光測定を行い，幅広いスペクト

ル構造を見出した．このスペクトル広がりは異なる振動状態間遷移の重ね合わせ，も

しくは分子の高振動運動による電子準位の動的なシフトが考えられる．ポアンカレ蛍

光という新たな分子分光のプローブにより，今後孤立分子に対するダイナミクス研究

が加速するとともに，星間分子合成進化など関連研究にも貢献が期待される．

本講演では，これまで我々が首都大学東京の静電型イオン蓄積リングを用いて進め

た炭素分子負イオンのポアンカレ蛍光過程研究について詳細を議論し，同時に東邦大

学で現在準備を進めているポアンカレ蛍光の分光実験計画についても紹介したい．

Poincare fluorescence emitted from molecules in isolated environment

○Takeshi FURUKAWA, Koki ICHIKAWA, Mizuki MATSUZAKI, Daiki MORI


Naoko KONO, Mai YOSHIDA, Haruo SHIROMARU

Faculty of Science, Tokyo Metropolitan University

Toshiyuki AZUMA

Atomic and Molecular Physics Laboratory, RIKEN

図１︓炭素鎖分⼦負イオンの内部エネルギー冷却過程．ポアンカレ蛍光放出過程が近年の研究で⽰唆され，⾼温な分⼦負イオンも電⼦脱離せずに安定状態まで冷却が進む事象として注⽬される．



磁気異方性のごく小さな Heisenberg アモルファススピングラス薄膜の作製 ---カイラルグラス相転移モデルの新たな検証を目指して

（東邦大学理学部物理学科）○齊藤敏明、元木亨祐、和田詠史、赤星大介

一つの磁性体の中に強磁性相互作用と反強磁性相互作用をランダムに持つ場合、磁気的に

つじつまが合わなくなる、いわゆる「フラストレーション」と呼ばれる現象が起き、ある温

度で相転移を伴ってスピンはランダムな方向を向いて凍結する。これは、強磁性とも反強磁

性とも異なる新しい磁気秩序である。このような磁性体を「スピングラス(SG)」と呼ぶが、

「複雑系」のプロトタイプとも言われて、実に豊富な理論的な発展や実験的な発見が、これ

までなされてきた。SG の磁気相転移には磁気異方性が大きな影響を与えることが知られて

いる。CuMn や AuFe などの希薄磁性合金における「RKKY 型カノニカル SG」では、「ジャロ

シンスキー・守谷(DM)相互作用」によりランダム磁気異方性（D）が必然的に存在し、これ

が低磁場側で Ising 的な性質をもたらすとされている。理論的には、Hiseinberg SG の転移

が磁気相転移なのか、異方性が媒介となって「カイラリティグラス転移」に伴い起こるのか

（カイラリティシナリオ）なのかまだはっきりわかっていない。このカイラリティシナリオ

は、Hiseinberg SG の転移の秩序変数がスピンそのものではなく、スピンの立体構造の右・

左を表すカイラリティだとする理論である。この理論によると、異方性が無い時、温度を下

げていくと、カイラリティがランダムに凍結する「カイラルグラス転移」が最初に起こり、

それより低温のある温度でスピンがランダムに凍結する転移が起きる。異方性が大きくなる

と、スピン独自の転移は消滅し、「カイラルグラス転移」に引きづられて同時にスピンも凍

結する、としている。カイラリティ自身を実験的に直接観測するのは極めて困難なので、こ

のシナリオの検証は少ない。Heisenberg SG の相転移の問題を解決するために、我々は磁気

異方性(D)の極小さな Hiseinberg 型 SG が必要である、と考えた。それは、D ＝０ならば、

すでに述べたように、「スピン・カイラリティ分離」が起きるため、実験的に得られる磁場

下での HT 相図が、分子場理論より求めた相図と大きく異なることが予想されるからであ

る。しかし、これまで異方性の小さな SG は見つかっていなかった。そこで、我々はこれを

目指して、様々な SG を探索してきた。我々は、RF スパッタ法で作製したアモルファス

(a-)Gd13Si87薄膜が異方性の極小さい H-T 相図、すなわち Heisenberg SG の分子場理論と近

い形の H-T 相図を持つことを見出した。ただし、この結果は、カイラリティシナリオには否

定的である。最近、我々は、新たに作製した a-GdGe が a-GdSi よりも、さらに異方性が弱い

系であると考えている。これにより、さらに異方性の小さな領域で、カイラリティシナリオ

の検証の可能性が出てきた。

Deposition of amorphous Heisenbeg spin glass thin films with very small anisotropy

--- new investigation of the chiral glass transition in Heisenberg spin glass

○Toshiaki SAITO, Kyousuke MOTOKI, Eiji WADA, Daisuke Akahosi




Pillar[5]-thiacrowns Exhibiting Guest Recognition and Metal Ion-Triggered Planar Chiral Inversion

Eunji Lee,1 Mari Ikeda,2 Shunsuke Kuwahara,1 Yoichi Habata,1 Shim Sung Lee3

1Department of Chemistry, Faculty of Science, Toho University, Funabashi, Chiba 274-8510, Japan 2Department of Chemistry, Education Center, Faculty of Engineering, Chiba Institute of Technology,

Narashino, Chiba 275-0023, Japan3Department of Chemistry, Gyeongsang National University, Jinju 52828, South Korea

Molecular recognition and chiral inversion have been a challenging task due to the importance in nanomaterial and biological areas. One of important issues in the biomimetic chemistry as well as supramolecular chemistry comes from how the recognition of the guest molecule in artificial host system might be controlled and how such phenomena might be applied. In this presentation, pillar[5]-thiacrowns which recognize specific guest molecules via the metal-driven adaptation is reported. In the assembly reactions with a series of dicyanoalkanes [CN(CH2)nCN, n = 2-6] as organic guests, L1 shows a non-selective binding behaviour both in solution and solid states. However, L1 shows a selective affinity to dicyanoethane [CN(CH2)2CN, shortly C2] in the presence of metal ions. In the solid state, for example, L1 forms a disilver(I) complex with C2 in which two Ag(I) ions in each crown ring cavity are linked by one C2, exhibiting a conformational change of the host. In another word, the observed results suggest that the selective binding is strongly associated with the metal coordination-induced conformational change.1

Considering an in-out equilibrium of a fused thiacrown respect to the pillar[5]arene interior and the soft metal binding, a pseudo[1]catenane-type pillar[5]thiacrown (rac-L2) was synthesized. Two enantiomers (in-pS-L2 and in-pR-L2) were isolated by chiral HPLC. The in-pS-L2 recognizes Hg2+ to trigger the planar chiral inversion to out-pR-L2, to our surprise; it takes place only in the presence of ClO4

- or NO3- among the anions used. In the mercury(II) perchlorate complex solution, anion-

exchange from ClO4- to I- or removal of Hg2+ by addition of S2- makes the system reversible.2

References 1. E. Lee, H. Ryu, H. Ju, S. Kim, J.-E. Lee, J. H. Jung, S. Kuwahara, M. Ikeda, Y. Habata, S. S. Lee, Chem. Eur.J. In press. 2. E. Lee, H. Ju, I.-H. Park, J. H. Jung, M. Ikeda, S. Kuwahara, Y. Habata, S. S. Lee, J. Am. Chem. Soc. 2018,140, 9669.



カーボンナノドットの発光特性と分析化学的利用

（東邦大学理学部化学科）森田耕太郎

カーボンナノドット (carbon nanodot, CND)は 2004 年に最初の報告 1)がなされた、フラー

レン、カーボンナノチューブ、グラフェンと同様に、炭素を基本骨格とした直径 10 nm 程度

のナノドットである。既存のナノカーボン類と比べて、簡便かつ温和な条件で合成が可能で

あり、水溶液への分散性が飛躍的に高く、発光性である。2) CND の水溶液分散性は、合成時

の酸化的処理によって表面に形成された含酸素官能基（カルボキシル基、水酸基など）に由

来する。半導体や貴金属からなるナノドットと比較して、有害な金属を含まず、特段の修飾

操作を必要とせずに水溶液系に適用できる優位性がある。

炭素材料や有機化合物を原料として、多岐にわたる CND の合成法が報告されている。グ

ラファイト基板のレーザーアブレーション、3) グラファイトロッドでの電解 4) などのトップ

ダウン型の合成法が初期に確立された。有機化合物を原料とした電気炉加熱分解 5) やマイク

ロ波照射 6) によるボトムアップ型の合成が、より合成収量が期待できることや原料物質の選

択肢が幅広いことなどから、現在では主流となっている。

CND の発光は一般的に、励起波長に依存した発光波長のシフトを示し、発光波長の粒径

依存性が少なく、発光帯がブロードである。7) CND の発光強度は、発光量子収率にして Φ =

0.1 ~ 0.2 程度であることが多く、輝度において半導体ナノドットには及ばず、発光プローブ

としての応用においての課題の一つとなっている。これに対して、CND 合成の原料として窒

素や硫黄を含んだ有機化合物を使用することで、ヘテロ原子のドープによる発光量子収率の

向上が広く研究されるようになった。8)

CND は水溶液への分散性が高く、重金属を含まず低毒性な発光プローブとみなすことが

できるため、細胞イメージング 9) への適用などが比較的初期から報告されている。より分析

化学的に有用な特性として、CND 表面に形成された官能基の酸解離に基づいた発光強度の

pH 依存性、10) 金属イオンとの Stern-Volmer 型の消光応答 11) などが報告され、CND の発光

センサーとしての利用 12) が広く研究されるようになった。金属イオン共存下での CND の

消光は、CND の表面官能基（主にカルボキシル基）と金属イオンの配位 13) に基づく複合体

形成による。そのため、金属イオンへの応答は消光型が主体となっている。これに対して、

金属イオンと CND の複合体形成を“off”状態とし、ここに CND よりも金属イオンに強く配

位する標的物質の添加による、“on-off-on”の発光回復型の応答機構 14) も提案されている。以

上のように、カーボンナノドットの発光特性を活かした環境や生体に優しい発光プローブと

しての利用が期待されている。

1) X. Xu et al., J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 12736. 2) S. N. Baker and G.A. Baker, Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49, 6726.3) Y. P. Sun et al., J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 7756. 4) J. Zhou et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 744. 5) A. B.Bourlinos et al., Chem. Mater., 2008, 20, 4539. 6) H. Zhu et al., Chem. Commun., 2009, 5118. 7) A. Cayuela et al., Chem. Commun., 2016, 52, 1311. 8) Y. Xu et al., Chem. Eur. J., 2013, 19, 6282. 9) L. Cao et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 11318. 10) H. Liu, T. Ye and C. Mao, Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, 6473. 11) X. Wang et al., Chem. Commun., 2009, 3774. 12) Y. Dong et al., Analyst, 2015, 140, 7468. 13) J. C. G. Esteves da Silva and H. M. R. Gonçalves, Trac-Trends Anal. Chem., 2011, 30, 1327. 14) H. X. Zhao et al., Chem. Commun., 2011, 47, 2604.

Photoluminescent properties of carbon nanodots for potential use in analytical

chemistry

Kotaro MORITA

Department of Chemistry, Faculty of Science, Toho University



可逆的共有結合を用いた分子構造制御

（東邦大学理学部化学科）加知千裕

可逆的共有結合は，その名の通り，結合と解離を繰り返すことが可能な共有結合である。

この結合を利用すると，周囲の分子環境に応じた熱力学的に最安定な分子構造を得ることが

できるため，ホスト−ゲスト化学，生物化学，高分子化学の分野への応用で注目を集めている。

我々は，この可逆的共有結合を利用した分子構造制御に着目し，（１）アゾベンゼン架橋剤

を用いたペプチド構造制御，（２）ランタノイド錯体の分子構造制御の例を紹介する。

（１）アゾベンゼン架橋剤を用いたペプチド構造制御

タンパク質やペプチドは生体内で重要な機能を果たしており，その多様な機能は立体構造

と密接に関係している。複雑な生命現象を明らかにするために，タンパク質などの生体分子

の立体構造を光制御する方法がある。その有用なツールとして，光異性化分子であるアゾベ

ンゼン架橋剤が知られている。アゾベンゼン架橋剤が結合したタンパク質やペプチド鎖に光

を照射すると，アゾベンゼンのトランス体からシス体への光異性化に伴い，全体の構造変化

を誘起できる。従来のアゾベンゼン架橋剤は，タンパク質やペプチド鎖へ非可逆的な共有結

合で連結されてきた。これは，生体内で様々な反応性を持つ分子が存在する環境において，

架橋剤と標的部位以外の非可逆的な反応を起こし，反応効率を下げる原因となっていた。そ

こで，アゾベンゼン架橋剤に可逆的共有結合できる部位を導入し，結合のエラー修復を可能

にし，架橋剤と標的部位でより安定な結合状態を得ることを目指した。シアノアクリレート

がチオールと可逆的共有結合を形成することに着目し，アゾベンゼンのパラ位にシアノアク

リル酸を導入した架橋剤を設計・合成した。この架橋剤とモノチオールおよびシステイン残

基を含むペプチド鎖との可逆的共有結合に関する反応性を調べた。また，光照射によるペプ

チドのコンフォメーション制御に成功したので報告する。

（２）ランタノイド錯体の分子構造制御

アミン-アルデヒド-アルコールの 3 成分から生じるヘミアミナールエーテル構造は，可逆

的共有結合の一例であり，熱力学的に不安定で単離が難しいことが知られている。我々は，

二級アミン部位を持つランタノイド錯体に，アルデヒドとアルコールを作用させると，ヘミ

アミナールエーテル構造が形成され，錯形成によって安定化されることを明らかにした。錯

体の反応と構造および平衡反応を利用したアルコール置換反応を紹介する。

Modification of molecular structure based on reversible covalent bonding

Chihiro KACHI-TERAJIMA

Department of Chemistry, Faculty of Science, Toho University



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