| Project/Area Number |
19F19345
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
関 修平 京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
CHA WON-YOUNG 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-10-11 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | ポルフィリン / ポルフィノイド / π-πスタック / 芳香族性 / 芳香族性反転 / 伝導度 / ラジカル / TTF |
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| Outline of Research at the Start |
本研究「励起状態芳香族性反転を示す拡張ポルフィリノイド類の構築とその光物理化学過程の解明」では、環拡張ポルフィノイド分子が特に光励起状態において、芳香族性の反転を引き起こすことを検証の対象とし、励起状態電子構造・電子移動過程・電荷分離状態における電荷輸送・定常－励起状態―伝電荷輸送状態の直接観察、の順に研究を進める。芳香族性反転が過渡的な電子状態だけでなく、これをもとにした巨視的電子物性に与える影響について、共役分子の構造変調と電荷輸送特性の直接観測により、すべて実験的に明らかとし、超高速応答が可能な有機固体電子素子へと展開するための基礎的な知見集約が本研究の将来像である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では拡張ポルフィリノイド・大環状共役化合物を対象として，パイ電子の数や環の立体配座制御により芳香族性・反芳香族性を変化させた各々の状態においてその電子物性の聖書を目的とした研究を展開した．特に，テトラチアフルバレン（TTF）骨格を連結した拡張ポルフィリノイドを目的化合物とし，光励TTFからポルフィリノイド骨格への電子移動を光励起により誘起しつつ，電子共役系に加担する電子数を変調させ，基底状態・励起状態相互での芳香族性・反芳香族性を連続的に制御する（芳香族性反転）系での光物理化学過程の解明を目指して研究を進めてきた．分子の設計並びにその芳香族性反転の挙動は特別研究員・Chaが主に担当し，分子系の分光分析と固体状態での光電気伝導性の評価を受け入れ研究者・関が主に担当した．
新たに設計し，合成した拡張ポルフィリノイド・大環状共役化合物（Rubyrin）のプロトン化/脱プロトン化に伴う急激な電気伝導度の上昇/低下という興味深い現象を見出した．分子のSwitchingする光電気伝導性のダイナミックレンジについてマイクロ波伝導度評価法を用いて完全実験的な定量分析を行った結果，凝縮相における相構造を大きく変えることなく，光有機電子移動によって，固体中の電子伝導経路の制御が可能であることを明らかにした．分子の芳香族性・反芳香族性を非接触光刺激によって自由に変調しつつつ，電子物性へと直結させるという本研究の成果は，凝縮相共役分子固体の基礎物性研究として，従来の大環状化合物の一般的な分光分析と一線を画しつつ，将来の分子設計指針を与える重要な知見を得ているものと考える．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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