2025/06/16 更新

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カネガワ シンジ
金川 慎治
KANEGAWA SHINJI
所属
先導物質化学研究所 物質基盤化学部門 助教
理学府 化学専攻(併任)
職名
助教
連絡先
メールアドレス
電話番号
0928026206
プロフィール
複合機能化をキーワードに新規磁性体の研究を行っている。 特に光ー磁気複合機能を有する新規化合物の創製を目指し、これらの 分子設計から合成及び構造・物性評価を行っている。
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研究分野

  • ナノテク・材料 / 機能物性化学

学位

  • 博士(薬学)

経歴

  • 九州大学 先導物質化学研究所 助教 

    2008年5月 - 現在

学歴

  • 九州大学   薬学府   創薬科学専攻

    2003年4月 - 2008年3月

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    国名:日本国

  • 九州大学   薬学部  

    1999年4月 - 2003年3月

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    国名:日本国

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: 分子内電子移動に基づく新奇電子焦電性の研究

    研究キーワード: 分子内電子移動, 焦電性, 極性結晶, 磁気特性, キラル分子

    研究期間: 2020年4月

  • 研究テーマ: キラリティを利用した複合機能分子の開発

    研究キーワード: 複合機能性分子, キラリティ, 電子物性, 磁性, 自己集合

    研究期間: 2016年4月

  • 研究テーマ: 鉄スピン転移錯体による光応答性複合機能材料の研究

    研究キーワード: 分子磁性化学 電導性 誘電性 スピン転移 金属錯体

    研究期間: 2010年4月 - 2020年3月

  • 研究テーマ: 原子価互変異性を利用した、光応答性磁気ー電気複合機能性物質の開発

    研究キーワード: 分子磁性化学 複合機能 光誘起電子移動 金属錯体

    研究期間: 2010年4月 - 2020年3月

  • 研究テーマ: Co原子価互変異性錯体を用いた光磁気スイッチング

    研究キーワード: 分子磁性化学 光誘起電子移動 金属錯体

    研究期間: 2008年5月 - 2011年3月

  • 研究テーマ: H20- 光誘起電子移動を利用した光応答分子磁性体の研究 -H19 ヘテロスピン系を用いたモノメタリック単分子磁石の研究

    研究キーワード: 分子磁性化学 光誘起電子移動 有機ラジカル 金属錯体

    研究期間: 2005年4月 - 2008年3月

論文

  • Polar Crystals Using Molecular Chirality: Pseudosymmetric Crystallization toward Polarization Switching Materials 査読 国際誌

    Kanegawa, S; Wu, SQ; Zhou, ZQ; Shiota, Y; Nakanishi, T; Yoshizawa, K; Sato, O

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   146 ( 16 )   11553 - 11561   2024年4月   ISSN:0002-7863 eISSN:1520-5126

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of the American Chemical Society  

    Polar compounds with switchable polarization properties are applicable in various devices such as ferroelectric memory and pyroelectric sensors. However, a strategy to prepare polar compounds has not been established. We report a rational synthesis of a polar CoGa crystal using chiral cth ligands (SS-cth and RR-cth, cth = 5,7,7,12,14,14-hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane). Both the original homo metal Co crystal and Ga crystal exhibit a centrosymmetric isostructure, where the dipole moment of metal complexes with the SS-cth ligand and those with the RR-cth ligand are canceled out. To obtain a polar compound, the Co valence tautomeric complex with SS-cth in the homo metal Co crystal is replaced with the Ga complex with SS-cth by mixing Co valence tautomeric complexes with RR-cth and Ga complexes with SS-cth. The CoGa crystal exhibits polarization switching between the pseudononpolar state at a low temperature and the polar state at a high temperature because only Co complexes exhibit changes in electric dipole moment due to metal-to-ligand charge transfer. Following the same strategy, the polarization-switchable CoZn complex was synthesized. The CoZn crystal exhibits polarization switching between the polar state at a low temperature and the pseudononpolar state at a high temperature, which is the opposite temperature dependence to that of the CoGa crystal. These results revealed that the polar crystal can be synthesized by design, using a chiral ligand. Moreover, our method allows for the control of temperature-dependent polarization changes, which contrasts with typical ferroelectric compounds, in which the polar ferroelectric phase typically occurs at low temperatures.

    DOI: 10.1021/jacs.4c02882

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  • Energy conversion and storage via photoinduced polarization change in non-ferroelectric molecular [CoGa] crystals 査読 国際誌

    金川 慎治, 中西 匠, 岡島 元, 坂本 章, 佐藤 治

    NATURE COMMUNICATIONS   14 ( 1 )   3394   2023年6月   eISSN:20411723

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer  

    To alleviate the energy and environmental crisis, in the last decades, energy harvesting by utilizing optical control has emerged as a promising solution. Here we report a polar crystal that exhibits photoenergy conversion and energy storage upon light irradiation. The polar crystal consists of dinuclear [CoGa] molecules, which are oriented in a uniform direction inside the crystal lattice. Irradiation with green light induces a directional intramolecular electron transfer from the ligand to a low-spin Co-III centre, and the resultant light-induced high-spin Co-II excited state is trapped at low temperature, realizing energy storage. Additionally, electric current release is observed during relaxation from the trapped light-induced metastable state to the ground state, because the intramolecular electron transfer in the relaxation process is accompanied with macroscopic polarization switching at the single-crystal level. It demonstrates that energy storage and conversion to electrical energy is realized in the [CoGa] crystals, which is different from typical polar pyroelectric compounds that exhibit the conversion of thermal energy into electricity. Energy harvesting by utilizing optical control has emerged as a promising solution to alleviate energy and environmental crisis. However, it is challenging to realise nano-scale energy storage and conversion in the same material. Here the authors report a nonferroelectric molecular [CoGa] crystal that uses light as an external stimulus to exhibit photoenergy conversion and energy storage properties.

    DOI: 10.1038/s41467-023-39127-8

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

    CiNii Research

    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/7174325

  • Manipulating electron redistribution to achieve electronic pyroelectricity in molecular [FeCo] crystals 査読 国際誌

    #Sadhukhan, Pritam; Wu, Shu-Qi; #Long, Jeremy Ian; Nakanishi, Takumi; Kanegawa, Shinji; @Gao, Kaige; @Yamamoto, Kaoru; @Okajima, Hajime; @Sakamoto, Akira; @Baker, Michael L.; @Kroll, Thomas; @Sokaras, Dimosthenis; @Okazawa, Atsushi; @Kojima, Norimichi; Shiota, Yoshihito; Yoshizawa, Kazunari; Sato, Osamu

    NATURE COMMUNICATIONS   12 ( 1 )   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41467-021-25041-4

    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/7177899

  • Macroscopic Polarization Change via Electron Transfer in a Valence Tautomeric Cobalt Complex 査読

    Shu Qi Wu, Meijiao Liu, Kaige Gao, Shinji Kanegawa, Yusuke Horie, Genki Aoyama, Hajime Okajima, Akira Sakamoto, Michael L. Baker, Myron S. Huzan, Peter Bencok, Tsukasa Abe, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa, Wenhuang Xu, Hui Zhong Kou, Osamu Sato

    Nature communications   11 ( 1 )   2020年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Polarization change induced by directional electron transfer attracts considerable attention owing to its fast switching rate and potential light control. Here, we investigate electronic pyroelectricity in the crystal of a mononuclear complex, [Co(phendiox)(rac-cth)](ClO4)·0.5EtOH (1·0.5EtOH, H2phendiox = 9, 10-dihydroxyphenanthrene, rac-cth = racemic 5, 5, 7, 12, 12, 14-hexamethyl-1, 4, 8, 11-tetraazacyclotetradecane), which undergoes a two-step valence tautomerism (VT). Correspondingly, pyroelectric current exhibits double peaks in the same temperature domain with the polarization change consistent with the change in dipole moments during the VT process. Time-resolved Infrared (IR) spectroscopy shows that the photo-induced metastable state can be generated within 150 ps at 190 K. Such state can be trapped for tens of minutes at 7 K, showing that photo-induced polarization change can be realized in this system. These results directly demonstrate that a change in the molecular dipole moments induced by intramolecular electron transfer can introduce a macroscopic polarization change in VT compounds.

    DOI: 10.1038/s41467-020-15988-1

    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/7177905

  • Directional Electron Transfer in Crystals of [CrCo] Dinuclear Complexes Achieved by Chirality-Assisted Preparative Method 招待 査読 国際誌

    金川 慎治, 塩田 淑仁, KANG SOONCHUL, Takahashi, Kazuyuki, Okajima, Hajime, Sakamoto, Akira, Iwata, Tatsuya, Kandori, Hideki, 吉澤 一成, 佐藤 治

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   138 ( 43 )   14170 - 14173   2016年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jacs.6b05089

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講演・口頭発表等

  • 極性結晶構造の原⼦価互変異性錯体:合理的合成法と磁気・電気特性 招待

    金川慎治

    錯体化学討論会(74th JSCC)  2024年9月 

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    開催年月日: 2024年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:岐阜大学   国名:日本国  

  • Preparation of N,N-bis(4-pyridyl)aminoxyl as a Nobel Bridging Ligand Carrying Organic Radical, and Formation of 1D- and 2D- Coordination Polymers in Co(II)-Aminoxyl Heterospin System 国際会議

    S. Kanegawa, S. Karasawa and N. Koga

    The 11th International Conference on Molecule-based Magnets  2008年9月 

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    開催年月日: 2008年9月

    会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

    開催地:Convitto della Calza, Florence   国名:イタリア共和国  

  • 磁気・誘電機能性分子の設計と合成研究 ーインフォマティクスに期待することー 招待

    金川 慎治

    R5年度第1回合成横断領域WS 合成マテリアルインフォマティクス見学討論会  2023年11月 

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    開催年月日: 2023年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:分子科学研究所   国名:日本国  

  • 原子価互変異性を示す複核錯体分子結晶の磁気及び電気物性

    金川 慎治,プリタム サドゥカーン,佐藤 治

    第17回分⼦科学討論会2023大阪  2023年9月 

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    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:大阪大学 豊中キャンパス   国名:日本国  

  • Molecular pyroelectricity via directional electron transfer in polar crystals

    #Sadhukhan Pritam, Sato Osamu, Kanegawa Shinji, Wu Shu-Qi

    錯体化学会第71回討論会  2021年9月 

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    開催年月日: 2021年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

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所属学協会

  • 日本化学会

  • アメリカ化学会

  • 錯体化学会

  • 光化学協会

  • 分子科学会

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学術貢献活動

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2023年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2022年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2021年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 講演座長

    第12回分子科学討論会2018  ( 福岡国際会議場 ) 2018年9月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 座長(Chairmanship)

    日本化学会第93春季年会(2013)  ( 立命館大学びわこ・くさつキャンパス ) 2013年3月

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    種別:大会・シンポジウム等 

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 動的電子挙動を示す極性分子結晶の特異な誘電特性に関する研究

    研究課題/領域番号:24K08448  2024年 - 2026年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    金川 慎治

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

    本研究では、分子内・分子間電子移動に基づく新たな焦電・強誘電物質の開発と特性向上を目指す。光や熱に応答する動的物性を持つ分子に焦点をあて、これらの極性結晶の作成及び電子移動による特性変換を探究する。分子および結晶合成の両段階においてカギとなる、キラリティを利用した合成手法や結晶エンジニアリングを通じて、新しい電子機能材料の開発・探索を行う。

    CiNii Research

  • 分子内電子移動を起源とする新機構焦電・強誘電物質の開発と特性解明

    研究課題/領域番号:21K05086  2021年 - 2023年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    金川 慎治

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

    本研究では、分子内電子移動を起源とする新機構焦電・強誘電特性の開発と特性解明を目指す。我々は外場応答性磁性分子において、分子内電子移動に基づく新機構の焦電電流が観測されることを見出している。このような分子系を対象として、合成手法を駆使した系統的な分子化学的アプローチを駆使することで、その機構の詳細を解明すると共に、外場に応答する磁性体(スピン)から新奇誘電材料(電荷)への展開を視野に研究を推進する。

    CiNii Research

  • ラセミ化で駆動する新合成戦略を用いた系統的・網羅的な新奇機能性錯体開発

    研究課題/領域番号:15K05479  2015年 - 2017年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 外場による協同的磁性-電導性物性変換を示す新規ハイブリッド分子材料の研究

    研究課題/領域番号:15H00950  2015年 - 2016年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • ダイナミックな複合的電子物性変換を示す新規機能性錯体分子の開発

    研究課題/領域番号:25109533  2013年 - 2014年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  新学術領域研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

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教育活動概要

  • 九州大学理学部化学科の4年生、九州大学理学研究院の修士・博士課程学生に対し、
    研究室においてその研究・実験指導を分担し、おこなっている。

担当授業科目

  • 基礎化学結合論

    2019年4月 - 2019年9月   前期

  • 基礎化学結合論

    2018年4月 - 2018年9月   前期

  • 基礎化学結合論

    2017年10月 - 2018年3月   後期

  • エネルギー物質工学実験Ⅱ

    2013年10月 - 2014年3月   後期

  • 材料機器分析学

    2013年4月 - 2013年9月   前期

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FD参加状況

  • 2023年10月   役割:参加   名称:2023年度第1回先導研FD

    主催組織:部局

  • 2022年1月   役割:参加   名称:先導物質化学研究所 R3年度FD

    主催組織:部局

  • 2021年1月   役割:参加   名称:先導物質化学研究所 R2年度 第一回FD

    主催組織:部局

  • 2018年1月   役割:参加   名称:H29年度 第2回 先導研FD

    主催組織:部局

  • 2017年5月   役割:参加   名称:H29年度 第1回 先導研FD

    主催組織:部局

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その他部局等における各種委員・役職等

  • 2023年4月 - 2024年3月   研究所 先導研伊都地区安全衛生委員

  • 2020年4月 - 2023年3月   研究所 先導研内 理学研究院等・衛生部会

  • 2020年4月 - 2023年3月   研究所 先導物質化学研究所 情報関連会議 出版・HPWG

  • 2015年4月 - 2016年3月   研究所 先導研伊都地区安全衛生委員

  • 2009年4月 - 2010年3月   地区 衛生委員会 巡視補助者