2018 Fiscal Year Annual Research Report
Design Strategy fot the Electronic Functional p-Bricolage Molecular Systems by Combined Microwave Spectroscopy Techniques
| Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
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| Project/Area Number |
26102011
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
関 修平 京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻井 庸明 京都大学, 工学研究科, 助教 (50632907)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロ波 / 伝導度 / 移動度 / スピン / TRMC / ESR / 過渡吸収 / 共役高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物質中の電荷担体の多くがスピンを有していることに着目し、そのスピン・電子状態と輸送特性を包括的かつ決定的な測定手法として、TRMC- ESR-Transient Absorption(TA) 3元分光複合分光システムを構築した。
poly(3-hexylthiophene)を測定対象とし、この中で伝導を担う正電荷種：polaron (P), polaron pair (PP), bipolaron (BP)、分子鎖間π-dimerの種のうち、なにが最も電子伝導に寄与する種であるか、それぞれのスピン状態と電子吸収スペクトルの違いから定量的に弁別して明らかにすることを目的として研究を進めた。基底状態吸収の顕著な漂白現象をPによるものとし、これを指標としてDopingの進行に伴って、Pの増加と飽和、ついで減少を定量化した。この間に試料に注入されたスピン数をESRスペクトルから定量評価し、Dopingの進行とともに急激に増大・飽和を経て減少に転じることを認めた。EPRスペクトル解析では、注入電荷の増大に伴い、スピン間緩和時間の短縮と、正味のスピン数が減少する反強磁性PPへの変化を確認した。伝導度測定では、Dopingの進行に伴って鋭敏に応答し、周波数変化が小さいことから、P-PPへの転移、ならびにDopantのP3HT内拡散による実誘電率変化は無視できることを明らかとした。実際に見積もられた伝導度はその急激な上昇のスピン注入に対する遅延とスピン密度の減少曲線への対応から、Doping初期の段階で観測されるPはほとんど伝導に寄与しないが、反強磁性的に相互作用したPPを形成して初めて大きく伝導に寄与することを明らかとした。
構築されたCD-TRMC法は、物質中のキャリアの輸送特性とスピン状態を同時に明らかにできる世界的にも唯一の計測システムであることを実証した。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(47 results)
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[Journal Article] Electron delocalization and charge mobility as a function of reduction in a metal窶登rganic framework2018
Author(s)
M. L. Aubrey, B. M. Wiers, S. C. Andrews, T. Sakurai, S. E. Reyes-Lillo, S. M. Hamed, C.-J. Yu, L. E. Darago, J. A. Mason, J.-O. Baeg, F. Grandjean, G. J. Long, S. Seki, J. B. Neaton, P. Yang, and J. R. Long
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Journal Title
Nature Mater.
Volume: 17(7)
Pages: 625-632
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A phase transformable ultrastable titanium-carboxylate framework for photoconduction2018
Author(s)
S. Wang, T. Kitao, N. Guillou, M. Wahiduzzaman, C. Martineau-Corcos, F. Nouar, A. Tissot, L. Binet, N. Ramsahye, S. Devautour-Vinot, S. Kitagawa, S. Seki, Y. Tsutsui, V. Briois, N. Steunou, G. Maurin, T. Uemura, and C. Serre
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Journal Title
Nature Commun.
Volume: 9
Pages: 660
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Durian-Shaped CdS@ZnSe Core@mesporous-Shell Nanocrystals for Enhanced and Sustainable Photocatalytic Hydrogen Evolution2018
Author(s)
Z. Lian, M. Sakamoto, Y. Kobayashi, N. Tamai, J. Ma, T. Sakurai, S. Seki, T. Nakagawa, M. Lai, M. Haruta, H. Kurata, and T. Teranishi
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Journal Title
J. Phys. Chem. Lett.
Volume: 9(9)
Pages: 2212窶?2217
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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