2023 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Condensed Conjugation Molecular Physics and Chemistry: Revisiting "Electronic Conjugation" Leading to Innovative Physical Properties of Molecular Materials |
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| Project/Area Number |
20H05866
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
酒巻 大輔 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60722741)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 大貴 京都大学, 工学研究科, 助教 (10845019)
春田 直毅 京都大学, 福井謙一記念研究センター, 特定助教 (90784009)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | フタロシアニン / 分子間力 / トロイダル共役 / πスタッキング / アザアセン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでに、フタロシアニン(Pc)の外周部に平面π骨格であるジアザペンタセン8枚をピラー状に置換した分子が、2分子間でピラーを相互貫入させる事で強固な二量体を形成することを実証している。本年度は、ピラーの長さが会合挙動に与える影響を調べるため、ジアザペンタセンよりも短いピラーを導入したPcを合成し、固体中および溶液中における会合挙動を検討した。また、環状πスタック内における物理現象を明らかにするため、ジアザペンタセン置換Pc会合二量体に対して過渡吸収スペクトル(TAS)及び時間分解電子スピン共鳴(TR-ESR)測定を行った。ジアザペンタセンよりも短いピラーを置換したPc分子の溶液中での会合挙動を温度可変UV-visおよびNMR測定によって検討した。その結果、いずれもジアザペンタセン置換Pcで見られたような会合体の形成は見られなかった。そのため、強固な会合にはジアザペンタセン程度の長いピラーが不可欠であることが示された。ジアザペンタセン置換Pc単量体および二量体について溶液中の時間分解ESRを測定した650 nmで励起した場合、単量体では1.4 μs以内にシグナルが消失したが、二量体では長寿命のシグナルが観測された。このことから、二量体では電荷分離状態の電荷が環状πスタック内に非局在化することで長寿命化している可能性が示唆された。以上のように、今後の分子会合体設計および新たな電子共役系構築のための興味深い結果が得られた。
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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
８枚のジアザペンタセンをπピラーとして有するフタロシアニンが分散力によって会合した二量体について過渡吸収分光および時間分解電子スピン共鳴測定を行うことで、フタロシアニンのQ体の励起に後続する電荷分離状態が二量体の外周部に存在する環状パイスタック内に非局在化していることを示唆する結果が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き、８枚のπピラーを有するフタロシアニンが分散力によって会合した二量体の外周部に存在する環状パイスタック内における現象の解明を目指した研究を行う。特に、フタロシアニンのQ体の励起に後続する電荷分離状態に関して、過渡吸収分光、時間分解マイクロ波伝導度測定および時間分解電子スピン共鳴を用いることで詳細に検討する。また、分子間相互作用を顕に取り込んだ理論化学計算によって、会合体に働く相互作用エネルギーの腑分けを行う。得られた結果をまとめ、本年度中の論文発表を目指す。
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