| Project/Area Number |
21H01908
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
羽會部 卓 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70418698)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | 多励起子生成反応 / 一重項分裂 / 分子集合体 / 多励起子生成 |
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| Outline of Research at the Start |
励起子の生成効率が100%を遙かに超える多励起子生成反応は吸収した光エネルギーを効率よく活用できるため、太陽光発電等などのエネルギー変換利用に大いに期待されている。本研究では多彩な材料系への展開を視野に合成化学的に構造制御されたメゾスケールの分子集合体系を構築する。従来の多励起子生成反応にはない革新的機能を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はペンタセン(Pc)骨格の6位と13位に異なるアルキル鎖長の3,4,5-トリアルコキシフェニルエチニル基（OCnH2n+1; n = 6, 12, 16）を持つPc誘導体（PcCn）を新たに合成し、自己組織的な分子集合体の構築 [(PcC6)m] を行った。また、分光特性および電子物性に対する鎖長効果を検討した。
分子集合体の作製はPcCnのシクロヘキサン溶液（良溶媒）をイソプロピルアルコール（貧溶媒）に注入することでPcC6とPcC12はそれぞれ球状と繊維状のナノ集合体を生成した。一方、PcC16は溶解度が低いため集合体作製ができなかった。粉末X線回折（PXRD）の結果、PcC12のナノファイバー[(PcC12)m]はラメラ構造であり、Pc骨格が効果的に重なっているため、シクロヘキサン中のPcC12単量体と比較して吸収スペクトルが著しくブロードニングし、赤色シフトしていることがわかった。一方、PcC6のナノ粒子[(PcC6)m]の基本的な集合パターンは、2次元構造であることが特徴的であった。このナノ粒子ではPcの中心間距離が3.35 Åと短いが、吸収スペクトルから判断すると、(PcC6)mに関与するPcは効果的に相互作用していないと予想できる。さらに、興味深いことに、フェムト秒過渡吸収分光法では、球状集合体の(PcC6)mは一重項励起状態の失活が起こりやすいのに対し、繊維状集合体の(PcC12)mは超高速の分子間一重項分裂を示すことが示された。また、(PcC12)mのナノファイバーとイオンゲルをそれぞれ活性層とゲート材料として作製した電界効果トランジスタは、高いキャリア移動度でp型の挙動を示した。本研究により、Pcの発色団における側鎖の長さを適切に設計することで、SF及びキャリア移動特性の発現に有利な分子集合体を構築できることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アルキル鎖を有するペンタセン誘導体の合成に成功しただけでなく、アルキル鎖長の違いにより集合体構造、SF特性、さらにキャリア移動特性の制御に成功したから。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は共有結合性で連結したペンタセンオリゴマーの合成及び光物理特性評価を行う予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
