2018 Fiscal Year Annual Research Report
Design and Exploring Photonic/Electronic Functions of Asymmetric Nanoparticles System Based on Surface Coordination
| 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, 先端科学技術研究科, 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 / 発光 / キラリティー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノ粒子やナノクラスター(NC)の配位子は配位結合により無機コアに配位し、その成長、構造並びに電子状態を制御する。特に、不斉構造を有する配位子を用いることで、コアの原子配列や電子状態に非対称性を導入し、光学活性を付与することが可能である。
本年度は、安定なキラル結晶系を与える硫化水銀（HgS）ナノ粒子において、キラル表面配位子（ペニシルアミン）の二座配位構造の変化とナノ粒子のキラル結晶系反転現象が協調的に起こるということをまとめて論文発表した。また、キラル二座配位子(DHLA)とAg原子により構成されるAg29(DHLA)12について、NCの安定性における表面配位子キラリティーの影響について評価した。特定原子数のAg（原子、イオン）からなるNCは錯体やナノ粒子とも異なる特異的な電子遷移を示し、しばしば強い発光を与える。ジヒドロリポ酸(DHLA)の両エナンチオマーを用いてAg29 NCを合成し、表面におけるキラル構造と発光特性の相関を評価した。種々のエナンチオ過剰率(ee)に調整したナノクラスターにおいて、配位子の光学純度が向上すると共に、発光量子収率の増大が観察された。同様に、光学純度の向上が発光寿命の増加と無輻射失活速度定数の低下を導くことを見出した。すなわちナノクラスター上における配位子の配向と配位子間相互作用がナノクラスター全体の安定性と基礎物性に影響を与えていることを明らかにした。2019年度は個々のクラスター物性の制御を超えた、クラスター間相互作用に基づく不斉電子系の発現について検討を進める予定である。
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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
これまで、表面配位子の配位構造のキラリティーとナノ粒子、ナノクラスターの構造、電子物性の相関が評価できており、領域目標に沿った研究が進めてられている。また複数の領域内共同研究も進められており、順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、表面キラル配位構造とキラリティ誘起の相関について研究を進める。
特に、構造単位としてのクラスターを架橋し、不斉配列できるような構造制御系を開発する。これにより、個々のクラスターにおける不斉構造制御から階層を超えた、クラスター間のキラル相互作用による新しい不斉電子系の発現について検討を進める。
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