2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study of Novel Functions of Boron-Doped Nanographene Materials
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15H02163
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山口 茂弘 名古屋大学, 物質科学国際研究センター(WPI), 教授 (60260618)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ホウ素 / グラフェン / 半導体特性 / 蛍光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラフェンは，エレクトロニクス，センサー，触媒，エネルギー貯蔵など，広範な実践的応用を可能にする鍵材料として有望である．この材料に電子欠損性のホウ素原子を組み込むことにより，n型半導体特性を付与できる．本研究では，ホウ素ドープグラフェンの基礎化学を確立するために，そのモデルとなるナノグラフェン材料のボトムアップ合成を進めるとともに，ホウ素を導入することによってこそ得られる特異な物性，現象の追究を目的としている．本年度は主に以下の成果を得た．
(1)ホウ素ドープナノグラフェンの合成化学:これまで種々のタイプのホウ素ドープナノグラフェンの合成に取り組んで来たが，窒素とホウ素を組み込んだナノグラフェンのモデル化合物として，カルバゾール骨格をもつ平面トリフェニルボランを合成し，その酸化種であるラジカルカチオンの化学合成と光物性について明らかにした．
(2)ホウ素ドープによる不安定化学種の生成・安定化:ホウ素をグラフェン骨格に導入することにより，ラジカルやアニオンなどの不安定化学種の安定化が可能なことこれまでに示してきた．新たなホウ素安定化ラジカルの合成に挑み，精製法の確立に取り組んだ．また，平面固定ボラフルオレセインの合成にも成功し，そのアニオン種が近赤外領域に発光を示すことを明らかにした．
(3)ホウ素ドープナノグラフェンの化学吸着能を利用した機能発現：ホウ素の導入の利点として，ホウ素のルイス酸性／配位数変化を利用した化学吸着能の付与が重要であることをこれまでに示してきた．今回，平面固定化フェニルボレピンの合成とルイス酸性について検討し，構造とルイス酸性との相関の解明に取り組んだ．また，この特性の更なる展開として，自己組織化能の付与の可能性についても検討し，ホウ素ドープナノグラフェンの集合体形成に伴う吸収スペクトル変化を明らかにした．
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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