ラジカル分子磁性体における磁気的相互作用にどのような効果が寄与するかを、量子化学計算を用いて調べた。当研究室で提唱された拡張McConnellモデルに基づくと、SOMO-SOMOの重なりは反強磁性的相互作用に寄与し、スピン分極の効果も磁性に影響を与えることが期待される。CASSCF計算の結果、SOMO-SOMO相互作用の大きいface-to-face型ベンジルラジカル二量体の場合は反強磁性相互作用を、SOMO-SOMOの重なりが小さく強磁性的なスピン分極を示すpara型では強磁性相互作用を示した。

We have investigated what affects the magnetic interaction of radical clusters by ab initio calculations. On the basis of the extended McConnell model, SOMO-SOMO overlap and spin polarization effects are crucial to the magnetic coupling. The results of the CASSCF calculations have suggested that benzyl radical dimer in face-to-face-stacking mode exhibits an anti-ferromagnetic interaction because of the large SOMO-SOMO overlap effects. In para-stacking mode, which SOMO-SOMO overlap is small, the dimers have shown ferromagnetic couplings due to the spin polarization effects.