2016 Fiscal Year Annual Research Report
表面配位に基づく非対称ナノ粒子システムの構築と光・電子機能開拓
| Project Area | Coordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules |
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| Project/Area Number |
16H06522
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
中嶋 琢也 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (70379543)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 半導体ナノ結晶 / ナノクラスター / 円二色性 / 円偏光発光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノ粒子表面は、無機結晶最表面の金属元素と表面配位子からなる金属錯体が界面に沿って異方集積した配位空間を与える。本研究では、ナノ粒子表面配位子～秩序性溶媒和構造を含めた拡張配位圏のアシンメトリー設計を通じて、ナノ結晶コア～表面局在の配位空間～ナノ粒子自己集合体のマルチスケールにおける階層的な構造非対称化法を確立し、非対称集積電子系特有の電子・光学機能を開拓することを目的とする。特に、今年度は、キラル配位子を有する金属ナノクラスターならびに半導体ナノ結晶の作製を通じ、ナノクラスターコア、半導体コアへの光学活性の誘起に取り組んだ。
まず、キラルな二座配位性のリポ酸を有する発光性の銀クラスターの合成を行った。リポ酸のエナンチオマーを用いることで、ミラー対称の形状を有するCDスペクトルを得る事ができた。更に、作製した銀クラスターは発光性であり、キラルな金属クラスターからの円偏光発光の観察に世界で初めて成功した。
また、コアに硫化水銀を有する半導体ナノ結晶の合成に取り組んだ。種々のキラル配位子を用いることで、コアに不斉結晶構造を有する硫化水銀ナノ粒子の合成に成功した。さらに、配位子をキラルな配位子からアキラルな配位子へ交換後も光学活性が保持されるキラルメモリー効果を見出した。これは、ナノ粒子合成時にキラル配位子により誘起された半導体コアにおける不斉結晶構造が、アキラルな配位子への配位子交換後も保持される、コアのキラル構造保持に基づく。
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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
当初、本年度は、キラル配位子設計を通じた、ナノ粒子コアの非対称合成、およびナノ粒子表面配位空間における配位子間キラル相互作用の誘起とキラル光学特性の発現を目的としていた。実際、金属（銀）クラスター系と半導体ナノ粒子系においてナノ粒子コアの非対称合成に成功している。また、表面配位子間の相互作用においても圧力効果など、キラル構造特有の現象を班間共同研究において見出しており、当初の計画通りに順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
キラルな金属クラスター系に於いては、共同研究により、ナノ粒子表面におけるキラル配位空間（集合構造）特有の圧力効果について共同研究をベースに研究を推進させる。また、キラル半導体ナノ粒子については、キラル配位子からの半導体コアへのキラル構造誘起のメカニズムを明らかにするとともに、不斉誘起における配位子のと半導体コアのキラルシナジー効果について解明を行う。
また、共同研究により光応答性のキラル金属錯体にも着手し、ナノ粒子系のみならず多様な配位アシンメトリーシステムへの展開を実施する。
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