プレスリリース・研究成果

磁石は身の回りでありふれた材料ですが、分子で創ることにより、従来の磁石では実現不可能であった機能性の付加や磁石機能の制御が可能になります。

東北大学金属材料研究所の高坂亘 准教授と宮坂等 教授の研究グループは、武漢大学の張俊 教授および大阪大学大学院基礎工学研究科の北河康隆 教授のグループとの共同研究により、二酸化炭素ガスを吸着させることで、元々は磁石としての性質を持たない常磁性体を、磁気秩序を示す反強磁性体にすることに成功しました（相転移温度62 K）。ある一定以上の磁場を印加することで、一般的な磁石（フェリ磁性体）となり、磁場を取り除いてもその状態を維持します。研究グループは今回に先立ち、今回と同様な材料で二酸化炭素の吸脱着によって磁石になる温度、相転移温度を向上させることに成功しました（2023年11月20日付プレスリリース）。今回はそれに続く成果です。

研究グループはこれまで、今回と同じ材料への有機分子の吸着で、常磁性体からフェリ磁性体や反強磁性体に変換することに成功しています。また一般的なガス分子を利用したものとしては、酸素や二酸化炭素等の吸脱着を利用した磁石のON-OFFが可能な材料を、これまでの研究で見つけていました。

今回新たに見つけた「非磁石に一般的な非磁性ガスを吸着させて磁石を創る」例は世界初であり、ガス吸着による磁気制御を可能にするスイッチや化学物質から情報を取り出す変換材料等の応用が考えられます。二酸化炭素はガスとして扱える温度が広範でかつ圧力も自由に変えられる非磁性ガスであるため、吸脱着による物質変換も容易です。

本研究成果は、2023年11月21日付け（現地時間）で科学誌Journal of the American Chemical Societyにオンライン掲載されました。