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2007 Fiscal Year Annual Research Report

励起高スピン状態をとるπ共役スピン系の外部刺激による電子操作と物性制御

Research Project

Project/Area Number 16350079
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

手木 芳男  Osaka City University, 大学院・理学研究科, 教授 (00180068)

Keywords励起高スピン状態 / スピン整列 / 一電子酸化 / 基底三重項カチオン / 電子操作 / 電子スピン共鳴 / π共役系 / スピン分極ドナー
Research Abstract

(1)励起高スピンπラジカルの電子操作におけるスピン整列の検証
本研究課題で研究目的とした最重要課題である、光励起高スピンπラジカルの一電子酸化状態がスピン整列した状態であるという予測を実証できた。具体的には、光励起4重項状態をとる安定ラジカルをグローブボックス中で電位制御した電解酸化によりカチオン種とし、ESR、光学測定により基底三重項状態である事を証明した。三重項由来の微細構造とΔMs=2遷移の観測に成功し、温度変化測定から基底状態である事を確認した。電子状態計算からその電子状態の詳細も明らかにした。これにより、励起高スピンπラジカルが、スピン分極ドナーとしての性質を兼ね備えていることが明らかになり、これらを用いた物性制御への道が開けた。
(2)分子内電荷移動集積系を用いた電子操作と物性制御の研究
光誘起電子移動を分子内で起こさせる目的で、昨年度に続き良電子ドナーであるフェロセンを光励起4重項状態をとる安定ラジカルに導入した系の光励起状態を研究した。昨年度、この系でフェロセン部位から、アントラセン部位への光誘起電子移動により生じた電荷分離イオン対状態を経由した特異な動的スピン分極に由来すると考えられる時間分解ESR信号を見出していたが、本年度はスペクトルシミュレーションによりその解析に成功し、成果を論文としてまとめた。また、申請計画に従ってこのフェロセン系と適切な電子アクセプターとの電荷移動錯体の形成も試みた。さらに、アントラセン部位から機能性部位であるBODIPYへの光誘起電子移動が関与する特異な動的スピン分極を示した系についても、その詳細を解明した。これらの成果は、光励起高スピン状態の形成過程における光誘起分子内電子移動に対する重要な知見を与えるものであり、研究計画に記載した最重要課題の一つである「光イオン化による物性制御の可能性」に関する基礎的知見が得られた。

  • Research Products

    (14 results)

All 2008 2007

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Design,Synthesis,and Uniquely Electron-Spin-Polarized Quartet Photo-Excited State of a π-Conjugated Spin System Generated via the Ion-Pair State2008

    • Author(s)
      Y.Teki, H.Tamekuni, K.Haruta, J.Takeuchi, and Y.Miura
    • Journal Title

      J.Mater.Chem. 18

      Pages: 381-391

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] General Simulation of Transient ESR and Continuous-Wave ESR Spectra for High-Spin States Using a Density Matrix Formalism2008

    • Author(s)
      Y.Teki
    • Journal Title

      ChemPhysChem(Communications) 9

      Pages: 393-396

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic Ground State, Magnetic Property, and Photo-Excited State of Ferrocene Substituted Phenylanthracene Verdazyl Radical2008

    • Author(s)
      N.Mibara, Y.Teki
    • Journal Title

      Inorg.Chim.Acta (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Metal Complexes Using Organic Ligands with Photo-Excited High-Spin States2007

    • Author(s)
      N.Mihara, Y.Teki
    • Journal Title

      Polyhedron 26

      Pages: 2142-2146

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design,Synthsis and Physical Properties of the Metal Complexes Usingπ-Radical with Photo-Excited High Spin State as a Ligand2007

    • Author(s)
      H.Tamekuni, Y.Teki
    • Journal Title

      Polyhedron 26

      Pages: 1984-1988

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フェロセンを機能部位として導入した光励起高スピン状態をとるπラジカルの電子状態と磁気的性質2008

    • Author(s)
      田中 智樹, 三原 尚明, 手木 芳男
    • Organizer
      日本化学会第88春季年会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 励起高スピン状態をとるπラジカルの一電子酸化によるスピン分極ドナーの可能性2008

    • Author(s)
      松本 勲, 手木 芳男
    • Organizer
      日本化学会第88春季年会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 密度行列による高スピン状態の過渡的ESRスペクトルの一般的シミュレーション2008

    • Author(s)
      手木 芳男
    • Organizer
      日本化学会第88春季年会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] π共役スピン系の光誘起スピン整列と交換相互作用,および励起状態スピンダイナミックス2007

    • Author(s)
      手木 芳男
    • Organizer
      分子研研究会
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2007-12-17
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Uniquely Electron-Spin-Polarized Quartet Photoexcited State of a Conjugated Spin System Generated via the Ion-Pair State2007

    • Author(s)
      Y.Teki, H.Tamekuni, K.Haruta, J.Takeuchi, and Y.Miura
    • Organizer
      Joint Conference of the International Symposium on Electron Spin Science and the 46th Annual Meeting of the Society of Electron Spin Science and Technology
    • Place of Presentation
      グランシップ静岡
    • Year and Date
      2007-11-06
  • [Presentation] Numerical Simulation of Time-Dependence for Photoexcited Quartet State of π-Radical Using Density Matrix Formalism2007

    • Author(s)
      Y.Teki
    • Organizer
      Jbint Conference of the International Symposium on Electron Spin Science and the 46th Annual Meeting of the Society of Electron Spin Science and Technology
    • Place of Presentation
      グランシップ静岡
    • Year and Date
      2007-11-06
  • [Presentation] アントラセン-TEMPOσ結合系の光励起状態2007

    • Author(s)
      高田 諒一, 手木 芳男, 中辻 慎一
    • Organizer
      第1回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2007-09-20
  • [Presentation] 機能性部位を付加したπラジカルの特異な光励起四重項状態2007

    • Author(s)
      手木 芳男, 為国 宏高, 春田 晃太郎, 竹内 準, 三浦 洋三
    • Organizer
      第1回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2007-09-17
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Book] 「月刊 機能材料」(分担執筆のタイトル:「π共役ラジカルの光励起状態と光誘起スピン整列-有機ラジカルの励起状態を利用した複合機能発現の基礎研究-」)2008

    • Author(s)
      手木 芳男
    • Total Pages
      21-29
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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