Study on phase transition and photon energy storage under photoirradiation using two patterns of coordination geometry

• Project/Area Number: 18K19061
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 32:Physical chemistry, functional solid state chemistry, and related fields
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Naito Toshio 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (20227713)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 光励起状態 / 電荷移動錯体 / 電荷移動遷移 / 金属－ジチオレン錯体 / 光応答性 / 緩和機構 / メチルビオロゲン / ビピリジル / 光貯蔵物質 / 分子結晶 / 金錯体 / 電荷移動相互作用 / 非平面金錯体 / 光応答 / 構造相転移 / エネルギー変換 / 発光物質 / 相転移

Outline of Final Research Achievements

Using metal complexes possessing two patterns of coordination geometry, we have studied the phase transitions and photon storage efficiency under and after UV-irradiation. We have found a new material that can store a part of photon energy for more than half a year under ambient conditions. The findings will contribute to the scientific community concerning various problems on excitation and relaxation processes during interactions between light and matter.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は、単にエネルギーの高効率利用や変換と貯蔵法に関する新しい技術を一歩実用に近づけたという社会的意義だけではない。物質と光の相互作用の研究において、これまでは現象が速過ぎて、実験的な観測手段がフェムト秒レーザーなどを用いた超高速時間分光しかなかったのに対し、光励起とそれに続く緩和過程の詳細な研究を可能にする試料を与えたことになる。これにより通常の時間分解能を持たない、より正確で詳細な観測手段の数々が適用可能になり、構造解析とそれに基づく理論計算も含めて、光励起と緩和の飛躍的な理解と研究の進展が期待されるという学術的意義も持っている。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Insitut Laue Langevin(フランス)
• [Journal Article] Modern History of Organic Conductors: An Overview. (2021)
  • Author(s): T. Naito
  • Journal Title: Crystals Volume: 11 Issue: 7 Pages: 838-838
  • DOI: 10.3390/cryst11070838
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Exotic Dirac Cones on the Band Structure of alpha-STF2I3 at Ambient Temperature and Pressure (2020)
  • Author(s): T. Naito, R. Doi, and Y. Suzumura
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 89 Issue: 2 Pages: 023701-023701
  • DOI: 10.7566/jpsj.89.023701
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrical Resistivity under Uniaxial Pressures of β′′-(bis-ethelenedithio-tetrathiafulvalene)4Pd(CN)4H2O (2020)
  • Author(s): Okii Yuichi、Yamamoto Takashi、Konishi Kensuke、Naito Toshio
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 89 Issue: 3 Pages: 034709-034709
  • DOI: 10.7566/jpsj.89.034709
  • NAID: 210000158043
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Band Structure and Physical Properties of alpa-STF2I3: Dirac Electrons in Disordered Conduction Sheets (2020)
  • Author(s): T. Naito and R. Doi
  • Journal Title: Crystals Volume: 10 Issue: 4 Pages: 270-270
  • DOI: 10.3390/cryst10040270
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Electronic Inhomogeneity in Organic Charge Transfer Salt κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]I Probed by Polarized Femtosecond Spectroscopy (2020)
  • Author(s): Tsuchiya Satoshi、Kuwae Ryota、Kodama Takumi、Nakamura Yusuke、Kurihara Megumi、Yamamoto Takashi、Naito Toshio、Toda Yasunori
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 89 Issue: 6 Pages: 064712-064712
  • DOI: 10.7566/jpsj.89.064712
  • NAID: 40022254224
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Steady-State Observation of Interacting Photochemical Species in Photoexcited Solid States (2020)
  • Author(s): K. Ichiryu and T. Naito
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 49 Issue: 9 Pages: 1038-1042
  • DOI: 10.1246/cl.200335
  • NAID: 130007897110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prototype Material for New Strategy of Photon Energy Storage (2020)
  • Author(s): T. Naito
  • Journal Title: Inorganics Volume: 8 Issue: 10 Pages: 53-53
  • DOI: 10.3390/inorganics8100053
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Universal Behavior of Magnetoresistance in Organic Dirac Electron Systems (2020)
  • Author(s): Ryotaro Kobara, Shin Igarashi, Yoshitaka Kawasugi, Ryusei Doi, Toshio Naito2, Masafumi Tamura, Reizo Kato, Yutaka Nishio, Koji Kajita, and Naoya Tajima
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 89 Issue: 11 Pages: 113703-113703
  • DOI: 10.7566/jpsj.89.113703
  • NAID: 210000158551
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct observation of molecular orbitals using synchrotron X-ray diffraction (2020)
  • Author(s): S. Kitou, Y. Hosogi, R. Kitaura, T. Naito, T. Nakamura, H. Sawa
  • Journal Title: Crystals Volume: 10 Issue: 11 Pages: 998-998
  • DOI: 10.3390/cryst10110998
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Possibly Highly Conducting State in an Optically Excited Molecular Crystal (2019)
  • Author(s): T. Naito, T. Karasudani, R. Yamamoto, M. Y. Zhang, and T. Yamamoto
  • Journal Title: Journal of Materials Chemistry C Volume: 7 Issue: 30 Pages: 9175-9183
  • DOI: 10.1039/c9tc00491b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A molecular crystal with an unprecedentedly long-lived photoexcited state (2019)
  • Author(s): Naito Toshio、Watanabe Naoki、Sakamoto Yuuka、Miyaji Yuuko、Shirahata Takashi、Misaki Yohji、Kitou Shunsuke、Sawa Hiroshi
  • Journal Title: Dalton Transactions Volume: 48 Issue: 34 Pages: 12858-12866
  • DOI: 10.1039/c9dt02377a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optical Control of Electrical Properties in Molecular Crystals ---- States of Matter beyond Thermodynamic Restrictions ---- (2018)
  • Author(s): Naito Toshio
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: ４７ Pages: 1441-1452
  • DOI: 10.1246/cl.180717
  • NAID: 130007534805
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] New materials for photon energy storage: unachieved technology of dreams (2022)
  • Author(s): T. Naito
  • Organizer: 12th International Symposium on Organic Molecular Electronics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 分子結晶と光を使って新機能を創出する (2022)
  • Author(s): 内藤 俊雄
  • Organizer: 一般社団法人電気学会 研究会
  • Invited
• [Presentation] Materials for Photon Energy Storage: A New Function of Organic Charge Transfer Salts (2022)
  • Author(s): T. Naito
  • Organizer: the 14th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM 2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] New materials for photon energy storage; unachieved technology of dreams (2022)
  • Author(s): T. Naito
  • Organizer: 12th International Symposium on Organic Molecular Electronics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 光のエネルギーを物質に蓄えて自由に使うことは可能か―光貯蔵技術への挑戦 (2022)
  • Author(s): 内藤 俊雄
  • Organizer: 一般社団法人電気学会 研究会
  • Invited
• [Presentation] α-(BEDT-TTF)2I3の圧力下の電荷秩序転移 (2020)
  • Author(s): 高須康弘、和田浩輝、西尾豊、川椙義高、田嶋尚也、内藤俊雄、加藤礼三、梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会2020年秋季大会
• [Presentation] 有機ディラック電子系の面内磁気抵抗効果 (2020)
  • Author(s): 小原遼太郎、土居龍生、 内藤俊雄、 田村雅史、 加藤礼三、川椙義高、西尾豊、 梶田晃示、田嶋尚也
  • Organizer: 日本物理学会2020年秋季大会
• [Presentation] 非平面構造を取る金(III)錯体の電荷移動相互作用と光応答 (2020)
  • Author(s): 内藤 俊雄、一柳孝輔
  • Organizer: ２０２０年日本化学会中国四国支部大会 島根大会
• [Presentation] 白金ジチオレン錯体塩の電子スペクトル (2020)
  • Author(s): 山本貴, 内藤俊雄, 石川忠彦, 沖本洋一, 腰原伸也, 加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会第76回年次大会
• [Presentation] 有機ディラック電子系の中間圧力状態 (2019)
  • Author(s): 鵜野澤佳成, 中居隼風, 田嶋尚也, 内藤俊雄, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] alpha-STF2I3のバンド構造と電気磁気物性 (2019)
  • Author(s): 土居龍生、山本貴、内藤俊雄、鈴村順三
  • Organizer: 分子科学討論会2019
• [Presentation] 時間分解分光法による kappa-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Iにおける不均一な電子状態の観測 (2019)
  • Author(s): 土屋 聡, 桑江良太, 児玉 匠, 戸田 泰則, 中村 祐介, 栗原芽来美, 山本 貴,内藤俊雄
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] 縮退に近い軌道を有する白金ジチオレン錯体塩の相転移 (2019)
  • Author(s): 山本 貴, 高杉 滉, 平賀 大貴, 内藤俊雄, 売市幹大, 手島史綱, 田中清尚, 加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] 非ダイマーモット型の有機超伝導体における一軸圧縮効果 (2019)
  • Author(s): 山本 貴、沖井優一、東澤玲央、内藤俊雄、圷 広樹、中澤康浩
  • Organizer: 第60回高圧討論会
• [Presentation] Photoconduction of alpha-(BEDT-STF)2I3, Organic Conductor with Zero-Gap State at Ambient Pressure (2019)
  • Author(s): Ryusei Doi, Toshio Naito and Yoshikazu Suzumura
  • Organizer: The 13th Japan-China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ジアザポルフィリンとアザコロールの合成 (2019)
  • Author(s): 上田友貴、井上真奈美、森 重樹、高瀬雅祥、内藤俊雄、宇野英満、奥島鉄雄
  • Organizer: 第46回有機典型元素化学討論会
• [Presentation] alpha-STF2I3の構造と物性 (2019)
  • Author(s): 内藤 俊雄
  • Organizer: 分子研研究会「有機ディラック電子系におけるトポロジカル現象と新奇物性開拓」
  • Invited
• [Presentation] A Possible Unique and Highly Conducting State in a UV-Excited Molecular Crystal in the Vicinity of a Charge-Ordered State (2019)
  • Author(s): T. Naito
  • Organizer: 13th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM 2019)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] A Possible Unique and Highly Conducting State in a UV-Excited Molecular Crystal (2019)
  • Author(s): T. Naito
  • Organizer: The 13rd Japan-China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] alpha-STF2I3の電子構造と電気・磁気物性 (2019)
  • Author(s): 内藤 俊雄
  • Organizer: 構造物性研究の最先端
  • Invited
• [Presentation] kappa-型(ET)2Cu[N(CN)2]I 塩の物性と二次元電子構造 (2018)
  • Author(s): 山本 貴、中村 祐介、内藤 俊雄
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] 圧力下におけるalpha-ET2I3の熱的性質III (2018)
  • Author(s): 高須康弘, 山田遼, 田嶋尚也, 梶田晃示, 西尾豊, 内藤俊雄, 加藤礼三
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] HOMO-LUMO逆転した二次元系に特有な磁性と電荷の協奏現象 (2018)
  • Author(s): 山本 貴、内藤 俊雄、藤本 尚史、中澤 康浩、田村 雅史、池本 夕佳、森脇 太郎、薬師 久弥、加藤 礼三
  • Organizer: 日本化学会第９８春季年会
• [Presentation] kappa-(ET)2Cu[N(CN)2]Iの圧力下電気抵抗 (2018)
  • Author(s): 嵐育未、山本貴、内藤俊雄、小西健介
  • Organizer: 分子科学討論会2018
• [Presentation] 分子結晶の電荷の揺らぎを利用した光励起状態に固有の金属状態 (2018)
  • Author(s): 内藤俊雄、山本澪馬、張明楊、山本貴
  • Organizer: ２０１８年日本化学会中国四国支部大会 愛媛大会
• [Presentation] フラクタル構造を持つ物質の形状と電子物性に関する考察 (2018)
  • Author(s): 福田喜章、内藤俊雄
  • Organizer: ２０１８年日本化学会中国四国支部大会 愛媛大会
• [Presentation] Me4Sb[Pt(dmit)2]2のラマンスペクトル (2018)
  • Author(s): 平賀 大貴、山本 貴、内藤 俊雄、売市 幹大、加藤 礼三
  • Organizer: ２０１８年日本化学会中国四国支部大会 愛媛大会
• [Presentation] π共役系を縮小した新規TTP, DTEDT 系導体の合成、構造と物性 (2018)
  • Author(s): 木下 直哉、Mohamad Safuwan bin Alias、白旗 崇、山本 貴、内藤 俊雄、山田 順一、御崎 洋二
  • Organizer: ２０１８年日本化学会中国四国支部大会 愛媛大会
• [Presentation] 有機ディラック電子系の中間圧力状態 (2018)
  • Author(s): 鵜野澤佳成, 中居隼風, 田嶋尚也, 内藤俊雄, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] Au(dmit)2 Charge Transfer Complexes; Degree of Freedom in Coordination Geometry and Physical Properties (2018)
  • Author(s): Toshio Naito
  • Organizer: The 43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC 2018)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 分子に光を当てて、新しい機能を引き出す (2018)
  • Author(s): 内藤 俊雄
  • Organizer: 石油学会中国・四国支部、第36回支部講演会 －サスティナブル社会への貢献－
  • Invited
• [Book] Organic Conductors (2022)
  • Author(s): T. Naito
  • Total Pages: 406
  • Publisher: MDPI
  • ISBN: 9783036545592
• [Book] Organic Conductors（電子版） (2022)
  • Author(s): T. Naito
  • Total Pages: 393
  • Publisher: mdpi
• [Book] Functional Materials: Advances and Applications in Energy Storage and Conversion (2019)
  • Author(s): Toshio Naito (Ed.)
  • Publisher: Pan Stanford Publishing Pte. Ltd.
  • ISBN: 9789814800099
• [Book] 錯体化合物事典 (2019)
  • Author(s): 錯体化学会編集
  • Total Pages: 944
  • Publisher: 朝倉書店
• [Remarks] 光を「保存」できる新物質を開発したい！
  • URL: https://academist-cf.com/projects/153?lang=ja
• [Remarks] 光が誘起する磁性・伝導性の研究で注目
  • URL: https://www.ehime-u.ac.jp/data_study/data_study-12691/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 光エネルギー放出制御方法およびこれに用いる光ストレージ材料 (2021)
  • Inventor(s): 内藤俊雄
  • Industrial Property Rights Holder: 内藤俊雄
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2021-202580
  • Filing Date: 2021
• [Patent(Industrial Property Rights)] 光ストレージ材料 (2019)
  • Inventor(s): 内藤俊雄
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人 愛媛大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2019
  • Acquisition Date: 2023
• [Patent(Industrial Property Rights)] 光ストレージ材料 (2019)
  • Inventor(s): 内藤俊雄
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人 愛媛大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2019-018868
  • Filing Date: 2019