2018 Fiscal Year Annual Research Report
Basic study of pai-radicals toward spintronics devices utilizing excited-state dynamics
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16H04136
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
手木 芳男 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00180068)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉野 治一 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60295681)
仕幸 英治 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90377440)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | πラジカル / 励起状態ダイナミクス / 分子スピントロニクス / 光電流 / 磁場効果 / 光検出ＥＳＲ / 時間分解発光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
交付申請書に従って以下の３つの課題に取り組んだ。
[課題(1)]高い光耐久性と機能性を有する拡張π骨格安定ラジカルの設計・合成・基礎物性解明 昨年度までに、多様な励起スピン状態を経由する経路により高い光耐久性が期待できるビラジカル系への拡張と、平面性を向上させた分子骨格を有するペンタセン-ラジカル系を合成し、その光耐久性を調べた所、これまでのものを遥かに凌駕する著しい光耐久性が実現できた。本年度は、昨年度に合成した平面性を高めたペンタセン-フェルダジルラジカル連結系の基礎物性を明らかにするとともに、ラジカル種をイミノニトロキシド等に変えた系を新たに2種合成しそれらの光耐久性を調べたところ更なる耐久性の向上が認められた。さらに、新たな有機機能性ラジカル材料として、系間交差を加速して安定化したラジカル群とは対極関係にある発光性のπラジカルも研究対象に加え、その励起状態ダイナミクスを時間分解発光と光検出ESR（ODMR）により解明した。これによりエキシマ―形成の初期過程がラジカルのスピンを探針として利用することにより初めてスピンダイナミクスの視点から明らかにする事ができた。
[課題(2)] 導電性を高めた有機ラジカル材料を用いた（光）伝導、スピン整列等の固体物性解明 昨年度に引き続き、ペンタセン-ラジカル連結系の光電流測定とラジカルを付加していないピレン系の電荷移動錯体の光伝導と磁場効果測定を実施した。低磁場効果の測定と解析も行い、後者の系の励起状態キャリアダイナミクスの詳細が解明できた。
[課題(3)] πラジカルを用いた分子デバイスのスピン輸送等の研究
πラジカルによるスピン流輸送用の試験素子の作製を目指して、スピンコート法でのペンタセン系の薄膜形成条件を検討した。また、比較対象として研究したTIPS-ペンタセン系の蒸着膜においてスピン流の輸送が確認できた。
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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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