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Development of organic superconductors without inversion symmetry

Research Project

Project/Area Number 19K05406
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

Shirahata Takashi  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (40360565)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords分子性導体 / 有機超伝導体 / キラル / 電子供与体 / テトラチアフルバレン / 電子物性 / 複合物性 / 有機結晶 / 超伝導体 / 結晶
Outline of Research at the Start

物質のキラリティーが導電性に与える影響を利用した電子デバイスは省電力化に寄与することができるため、材料科学の分野で注目されている。本研究では、不斉炭素を有する置換基を導入した新規電子供与体を合成し、反転対称性が欠如したキラルな有機超伝導体を創出する。この目的を達成するために不斉炭素原子を有するジメチルエチレンジチオ基を導入した電子供与体に着目した。本研究の標的分子は類似する分子系を用いた導電性材料の問題点を克服し、キラルな超伝導体を開発するための指針に沿って設計している。新規電子供与体を用いた導電性有機材料を作製して、その反転対称性の欠如に起因するキラリティーと超伝導が相関した物質を創出する。

Outline of Final Research Achievements

New electron donors were designed by focusing on dimethylethylenedithio groups as a substituent with asymmetric carbon atoms. These target molecules were synthesized, and their properties were experimentally and theoretically characterized by UV-visible absorption spectra (UV-vis), circular dichroism (CD) spectra, cyclic voltammetry (CV), and theoretical calculations. Molecular conductors without inversion symmetry based on these chiral electron donors were prepared by an electrocrystallization. Their crystal structures and properties were elucidated by single crystal X-ray structural analysis, band calculations, and electrical resistivity measurements.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

物質のキラリティーが導電性に与える影響を利用した電子デバイスは省電力化に寄与することができるため、材料科学の分野で注目されている。しかしながら、物質のキラリティーと超伝導が相関した有機材料は未開拓の領域である。本研究課題はこの未踏領域を開拓することを目的としている。本研究で開発した新規電子供与体を用いて作製した導電性有機材料は超伝導を示さなかったものの、その構造と物性を明らかにすることで新たな設計指針が見いだされた。今後、反転対称性の欠如に起因するキラリティーと超伝導が相関した物質の創出が期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (68 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 17 results,  Open Access: 3 results) Presentation (42 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (9 results)

  • [Journal Article] Synthesis, Structure and Properties of Donor-Acceptor-Type [4]Dendralenes2022

    • Author(s)
      Matsumoto Yuya、Matsuda Rina、Yoshimura Aya、Shirahata Takashi、Misaki Yohji
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: - Issue: 5 Pages: 581-584

    • DOI

      10.1246/cl.220064

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    • Author(s)
      Yoshimura Aya、Henmi Keisuke、Handa Ayaka、Kagawa Kohei、Shirahata Takashi、Misaki Yohji
    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry

      Volume: 2021 Issue: 13 Pages: 1960-1963

    • DOI

      10.1002/ejoc.202100039

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    • Author(s)
      Kinoshita Naoya、Suzuki Kento、bin Alias Mohamad Safuwan、Shirahata Takashi、Misaki Yohji、Yamada Jun-ichi
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 94 Issue: 4 Pages: 1273-1284

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200399

    • NAID

      130008037361

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    • Author(s)
      Oshima Toko、Sasaki Ami、Yamauchi Tomokazu、Yoshimura Aya、Shirahata Takashi、Yao Masaru、Misaki Yohji
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 50 Issue: 6 Pages: 1164-1168

    • DOI

      10.1246/cl.210070

    • NAID

      130008053412

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      Shirahata Takashi、Ikeda Masahide、Watadzu Hiroshi、Fujiwara Hideki、Maruyama Takashi、Yamabe Tokio、Misaki Yohji
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 94 Issue: 4 Pages: 1331-1339

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200406

    • NAID

      130008037373

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      Yamauchi Tomokazu、Kubo Takashi、Fujioka Atsushi、Yoshimura Aya、Shirahata Takashi、Miyamoto Hisakazu、Yao Masaru、Misaki Yohji
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 94 Issue: 7 Pages: 1940-1947

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210115

    • NAID

      130008076870

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      Ikeda Shunki、Yoshimura Aya、Shirahata Takashi、Matano Yoshihiro、Misaki Yohji
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 50 Issue: 8 Pages: 1581-1585

    • DOI

      10.1246/cl.210218

    • NAID

      130008072850

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      Kawasaki Yuji、Sakakibara Ryo、Fujisaki Masahiro、Yamashita Masaki、Yoshimura Aya、Shirahata Takashi、Yao Masaru、Misaki Yohji
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 94 Issue: 3 Pages: 1059-1065

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200357

    • NAID

      130008021820

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      Yoshimura Aya、Kimura Hitoshi、Handa Ayaka、Hashimoto Naoki、Yano Makoto、Mori Shigeki、Shirahata Takashi、Hayashi Minoru、Misaki Yohji
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      Tetrahedron Letters

      Volume: 61 Issue: 14 Pages: 151724-151724

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2020.151724

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    • Author(s)
      Misaki Yohji、Noda Shigenobu、Kato Minami、Yamauchi Tomokazu、Oshima Toko、Yoshimura Aya、Shirahata Takashi、Yao Masaru
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      ChemSusChem

      Volume: 13 Issue: 9 Pages: 2312-2320

    • DOI

      10.1002/cssc.202000178

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    • Author(s)
      Yoshimura Aya、Kimura Hitoshi、Kagawa Kohei、Yoshioka Mayuka、Itou Toshiki、Vasu Dhananjayan、Shirahata Takashi、Yorimitsu Hideki、Misaki Yohji
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      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      Volume: 16 Pages: 974-981

    • DOI

      10.3762/bjoc.16.86

    • NAID

      120006878509

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      Misaki Yohji、Yoshimura Aya、Henmi Keisuke、Kimura Hitoshi、Sakakibara Ryo、Ochi Rika、Shirahata Takashi、Yorimitsu Hideki
    • Journal Title

      Synthesis

      Volume: 53 Issue: 02 Pages: 326-331

    • DOI

      10.1055/s-0040-1707177

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      Ueda Masafumi、Tahara Akimi、Hasegawa Masashi、Shirahata Takashi、Mazaki Yasuhiro、Misaki Yohji
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      Chemistry A European Journal

      Volume: 25 Issue: 19 Pages: 4984-4991

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      Volume: 2019 Issue: 16 Pages: 2725-2728

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      Kinoshita Naoya、Shirahata Takashi、Misaki Yohji
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      130007687736

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      Volume: 48 Issue: 34 Pages: 12858-12866

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      Yamauchi Tomokazu、Kato Minami、Shirahata Takashi、Yao Masaru、Misaki Yohji
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      Volume: 48 Issue: 12 Pages: 1507-1510

    • DOI

      10.1246/cl.190703

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      130007757563

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      https://orcid.org/0000-0003-0899-3767

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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