2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of luminescence properties by the manipulation of interface in Soft Crystals
| Project Area | Soft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering |
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| Project/Area Number |
17H06374
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
長谷川 美貴 青山学院大学, 理工学部, 教授 (70306497)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 正道 静岡大学, 理学部, 准教授 (10377715)
徐 超男 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 総括研究主幹 (70235810)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ソフトクリスタル / 希土類錯体 / 発光 / 界面・薄膜 / 構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の具体的な目的とする物質の一つである分子性薄膜に関する研究が大きく進展した。例えば、研究者のグループが独自に開発し、柔らかい鎖状分子を固体基板表面に累積する方法を構築した。この場合、単位となる発光性希土類錯体が鎖の末端で別の鎖の希土類錯体と金属間相互作用することから、基板表面で複数の鎖状の錯体がドーム状に凝集していることが示唆された。これは導波路分光法を用いた偏光吸収スペクトルや放射光XRD測定からも支持される結果が得られた。
更に、両親媒性配位子を新たに合成し結晶構造とは異なる層状化合物をラングミュア・ブロジェット法により作ることに成功した。層間には発光性金属イオンの膜が形成されるとともに、強く分極する配位子を結合させたため、希土類イオンからの発光に直線偏光性が現れる。今回、この有機分子の分極方向に対する偏光発光発現について仕組みを解明することができた。これは両親媒性の錯体が気水界面で単分子の膜形成をし、それを固体基板に写し取れるほどの柔らかい状態であること、更に環境負荷の少ない（常圧、常温、湿式）条件で得られることも重要な成果の一つである。
さらに、ソフトクリスタルのユニットとなりうキラルな希土類錯体の合成とその構造解析に成功した。現段階ではキラルな錯体の溶液中での円偏光発光スペクトルを測定したところ、顕著な円偏光性を示すこと系であることを発見した。円偏光性の程度示すｇ値はg=ca. 0.1の大きな値を示した。
これらを含め、国際的な学術誌に複数の論文が掲載された。特に直線偏光発光を示す系ではプレスリリースを行った。このほかに、国際会議におけるKeynoteおよびInvited lectureを行い、研究室全体としても口頭やポスターで発表を行い、多くの議論を行っている。
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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
予定していた錯体の合成やその膜化および発光と構造の解析等が順調に行われ、成果として国際的な学術誌で発表できているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
結晶多型を示す希土類錯体に関し、有益な萌芽的現象を発見した。これはソフトクリスタルの新たな物質系であるとともに、この多型形成や相転移時の界面に着眼し研究を遂行していく予定である。
具体的には、ベイポクロミズムを示す発光性希土類錯体、キラル結晶形成による新たな界面が及ぼす発光現象を見出しているので、これらについて種々の分光測定と、精緻な構造解析を試みる。特にキラルな結晶に関しては、各フェーズにおける円偏光性の光吸収（円二色性）や発光の解釈を試みる。
構造解析は、単結晶構造解析とともに放射光施設SPring-8での粉末回折等を行う。実験に必要なマシンタイムはすでに課題が採択されているため十分な準備が整っている。
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