結晶中での極性芳香族分子の運動と制御による誘電機能の創出
Publicly Offered Research
| Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
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| Project/Area Number |
15H00980
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
原田 潤 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (00313172)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 分子性固体 / 誘電体物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電荷移動錯体(CT錯体)は電子供与性の分子(ドナー)と電子受容性の分子(アクセプター)からなる分子間化合物である．本研究では，極性を持ち，結晶中でも運動可能な芳香族分子からなるCT結晶を作製し，結晶中における極性分子の面回転運動を利用して結晶の誘電機能を発現させることを目的とした．更に，高温で極性分子の回転により配向が乱れた無極性の構造を持つ結晶が，低温で配向が秩序化した極性構造の結晶へと変化する相転移を誘導することで，分子性強誘電結晶を開発すること目指した．
平成28年度はコロネン，ペリレンなどの多環芳香族炭化水素をドナーとし，テトラクロロ無水フタル酸(TCPA)およびテトラブロモ無水フタル酸(TBPA)などの極性分子をアクセプターとして用いたCT結晶について検討を行った．これらのCT錯体の単結晶を蒸発法あるいは共昇華法により作製した．温度可変X線回折測定により結晶構造を調べたところ，CT結晶のいくつかにおいて，構造相転移が起こることが分かった．それらの結晶では，高温相では極性分子の配向に乱れがあり低温相で配向が秩序化する，秩序－無秩序型の相転移が起こっていることが分かった．これらの結晶では，高温相で極性分子の面内回転運動に由来する誘電応答(配向分極)を示し，相転移により誘電率が急激に変化することが分かった．また，いくつかのCT結晶において，結晶構造変化としては，強誘電性を示すことが期待される相転移が観測された．
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(28 results)
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[Journal Article] Fabrication of Conducting Thin Films on the Surfaces of 7,7,8,8- Tetracyanoquinodimethane Single-Component and Charge-Transfer Complex Single Crystals: Nucleation, Crystal Growth, Morphology, and Charge Transport2016
Author(s)
Y. Takahashi, T. Mikasa, K. Hayakawa, S. Yokokura, H. Hasegawa, J. Harada and T. Inabe
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Journal Title
J. Phys. Chem. C
Volume: 120
Issue: 31
Pages: 17537-17545
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] 強誘電性有機イオン結晶の開発2017
Author(s)
米山奈帆, 横倉聖也, 原田潤, 高橋幸裕, 稲辺保
Organizer
日本化学会 第97春季年会
Place of Presentation
慶應義塾大学日吉キャンパス (神奈川県・横浜市)
Year and Date
2017-03-16
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