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Controlling Chirality of Crystals and CPL Property Based on Luminescent Amphidynamic Crystals

Research Project

Project/Area Number 19K23618
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0501:Physical chemistry, functional solid state chemistry, organic chemistry, polymers, organic materials, biomolecular chemistry, and related fields
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Jin Mingoo  北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 特任助教 (90827396)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords分子ローター / 発光性結晶 / Molecular Rotor / Luminescent Crystal / Chiral Crystal / CPL
Outline of Research at the Start

アンフィダイナミック結晶とは、高い結晶性を持ちながら、その構造の一部で速い回転が見られる結晶である。通常の分子結晶では、結晶内での構造の大きな変化は期待できないが、アンフィダイナミック結晶では一部構造が回転によって大きく変化するため、通常の分子結晶では得られない特異な固体物性を発現することが期待できる。本研究では、アンフィダイナミック結晶をベースに、外部電場や温度変化に対する外部刺激応答性を用いて結晶のキラリティーを制御するとともに、金(I)錯体の発光特性をハイブリッドすることで固体円偏光発光(CPL)が外部電場により制御可能な新規発光機能の開発に挑戦する。

Outline of Final Research Achievements

In the research projects, we have aimed the development of a novel luminescent properties via using crystalline molecular rotors. In particular, gold(I) complexes have been broadly used because of the sensitive emission properties cooperated with the ligand geometries. Herein, we have observed and reported that the first example of luminescent crystalline molecular rotors showing molecular rotation correlated macro-scale mechanical shape alternation with emission color change.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果では、分子回転というナノスケールのダイナミックスが結晶構造を媒体として、そのマクロスケールである結晶の外形変形および発光物性に密接に関与したという新たな知見を見出した点で学術的意義性が高い。また、NHC錯体を用いた新規な結晶性分子ローターでは、既存の設計指針では得られない新たなプラットホームの確立に繋がったと言える。発光性固体材料の光物性の合理的な設計指針における新たな手法を提案したとも考えられ、現代社会の発展に深く関与する光物性の制御技術に貢献できた点で、社会的意義を持つ。

Report

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

    (15 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California Los Angeles(米国)

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  • [Int'l Joint Research] University of California, Los Angeles(米国)

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  • [Journal Article] Encapsulating N-Heterocyclic Carbene Binuclear Transition-Metal Complexes as a New Platform for Molecular Rotation in Crystalline Solid-State2020

    • Author(s)
      Jin Mingoo、Ando Rempei、Jellen Marcus J.、Garcia-Garibay Miguel A.、Ito Hajime
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 143 Issue: 2 Pages: 1144-1153

    • DOI

      10.1021/jacs.0c11981

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Anisotropic Thermal Expansion as the Source of Macroscopic and Molecular Scale Motion in Phosphorescent Amphidynamic Crystals2019

    • Author(s)
      Jin Mingoo、Yamamoto Sho、Seki Tomohiro、Ito Hajime、Garcia‐Garibay Miguel A.
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 58 Issue: 50 Pages: 18003-18010

    • DOI

      10.1002/anie.201909048

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] NHC金属錯体を基軸とした結晶性分子ローターの新規プラットフォーム2021

    • Author(s)
      陳 旻究、安藤 廉平、Jellen Marcus、Garcia-Garibay Migue、伊藤 肇
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘキサアリールベンゼンを用いた分離積層構造を有する電荷移動錯体結晶の作製2021

    • Author(s)
      安藤 廉平、陳 旻究、伊藤 肇
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ターンオン型蛍光ラジカルプローブを用いたメカノラジカルの検出2021

    • Author(s)
      久保田 浩司、豊島 直喜、陳 旻究、伊藤 肇
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] NHC 金属錯体を基盤とした新規な結晶性分子ローターの設計とその光物性2021

    • Author(s)
      陳 旻究
    • Organizer
      2020 複合系光化学ライジングスター研究会
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      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヘキサアリールベンゼンを用いた固体中における分子ギア運動2020

    • Author(s)
      陳 旻究・安藤 廉平・Garcia-Garibay Miguel・伊藤 肇
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
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  • [Presentation] ヘキサ(2-ピリジル)ベンゼンを有するスタジアム型分子の固体中におけるギア運動2020

    • Author(s)
      安藤 廉平・陳 旻究・Garcia-Garibay Miguel・伊藤 肇
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
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  • [Presentation] ヘキサアリールベンゼンを有するスタジアム型分子の固体状態における分子内ギア運動2020

    • Author(s)
      安藤 廉平・陳 旻究・GARCIA-GARIBAY Miguel・伊藤 肇
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ2020
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  • [Presentation] Molecular Correlated Rotation in Solid State via Stadium Shaped Hexa-arylbenzene2020

    • Author(s)
      Mingoo Jin
    • Organizer
      Cooperative phenomena in framework materials: Faraday Discussion
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A novel platform of luminescent crystalline molecular rotors via N-heterocyclic carbene metal complexes: Designing molecular rotations and luminescence in solid-state mediated by functionalized rotation-axis2020

    • Author(s)
      Mingoo Jin, Renpei Ando, Marcus Jellen, Miguel A. Garcia-Garibay, Hajime Ito
    • Organizer
      The 6.5th Crystal Engineering and Emerging Materials Workshop of Ontario and Quebec
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分子回転を利用した固体発光および結晶の力学特性の制御2019

    • Author(s)
      陳旻究
    • Organizer
      錯体化学若手研究会 錯体化学若手の会夏の学校2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Anisotoropic Thermal Expansion/Compression as the Source of Microscopic and Molecular Scale Motion in Phosphoresent Amphidynamic Crystals2019

    • Author(s)
      Mingoo Jin
    • Organizer
      2.The 14th International Conference on Cutting-Edge Organic Synthesis in Asia
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2019-09-03   Modified: 2022-01-27  

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