特異な機能を示すナノサイズ共役パイ電子分子の設計と創製研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10440189
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 大坪 徹夫 広島大学, 工学部, 教授 (80029884)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀧宮 和男 広島大学, 工学部, 助手 (40263735) ; 安蘇 芳雄 広島大学, 工学部, 助教授 (60151065)
• Keywords: ナノスケール分子 / オリゴマー / チオフェン / 分子ワイヤ / 分子素子 / 機能性有機材料

Research Abstract

機能性有機材料探索の一つのアプローチとして、最近ナノサイズをもつオリゴマー共役分子に脚光を浴びている。しかしながら、ナノサイズ分子の形状が走査型電子顕微鏡(STM)で容易に取り扱える10nm以上の構造をもつナノ共役分子は、未だほとんど知られておらず、未開の分野である。このような観点から、本研究では熱的安定性が大きく、官能化が容易で、加工性に優れているチオフェンに着目し、ナノ分子に値する分子ワイヤ型の大きな共役オリゴチオフェン分子の設計および創製研究を行った。本年度は、サブミリスケール(100nm)に相当する分子ワイヤの開発を目指して、72量体までの長鎖オリゴチオフェン系ナノ分子化合物の創製に成功した。得られた最長の72量体は28nmの鎖長を有し、単分散性ポリマーに相当する。また、オリゴチオフェンの分子ワイヤへの応用研究の一つとしてオリゴチオフェンの両端にドナー基としてポルフィリン、アクセプター基としてフラーレンを導入した。ポルフィリン部を励起することによってひき起こされるオリゴチオフェンを経由する電子移動やエネルギー移動を観測した。電子移動やエネルギー移動の鎖長依存性よりオリゴチオフェンの分子ワイヤとしての性能について基礎データーを得ることができた。さらに、フラレーンを付けたオリゴチオフェンチオールを金板上への自己集合単分子膜の形成研究を行い、単分子を経由する光電変換素子の作成に成功した。

Research Products

• [Publications] Tetsuo Otsubo et al.: "Syntheses, Spectroscopic Properties, and Polymerization of 2,2'-Bitellurophene"Heterocycles. 52,No.1. 159-170 (2000)
• [Publications] Tetsuo Otsubo et al.: "Preparation and Photoelectrochemical Properties of Gold Electrodes Modified with [60]Fullerene-Linked Oligothiophenes"Chemistry Letters. No.5. 570-571 (2000)
• [Publications] Tetsuo Otsubo et al.: "Solvent Polarity Dependence of Photoinduced Charge Separation in a Tetrathiophene-C60 Dyad"The Journal of Physical Chemistry A. 104 No.21. 4876-4881 (2000)
• [Publications] Tetsuo Otsubo et al.: "Synthesis and Spectroscopic Properties of [2.2] Quinquethiophenophane as an Ideal pi-Dimer Model"Organic Letters. 2,No.26. 4197-4199 (2000)