2006 Fiscal Year Annual Research Report
次世代共役ポリマーの革新機能の理論・シミュレーション
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17067018
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
阿部 修治 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 副研究部門長 (30356373)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下位 幸弘 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 主任研究員 (70357226)
片桐 秀樹 独立行政法人産業技術総合研究所, 計算科学研究部門, 主任研究員 (60344206)
関 和彦 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 主任研究員 (60344115)
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| Keywords | 共役高分子 / ポーラロン / 密度汎関数法 / 励起エネルギー / 結合クラスター法 / 分子ワイヤー / 光異性化 |
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| Research Abstract |
1.分子間相互作用がポーラロンの性質に及ぼす影響を、オリゴチオフェン(4量体)の2分子モデルについて密度汎関数法を用いて研究し、ポーラロンの空間的広がりが、用いる密度汎関数に強く依存することを明らかにした。ポリアルキルチオフェンとポリチオフェンのポーラロンの広がりを比較・検討した成果を、実験グループとの共同論文として発表した。チオフェン・フェニレンのコオゴリマーの光学的性質について理論的検討を行った。
2.高分子膜中でのジアリールエテン分子の光異性化反応について、指数減衰とは大きく異なったふるまいが観測されている。すなわち、遷移が起こらない静かな時間が経過した後、遷移が観測された。この現象は、分子の光異性化が周囲の高分子によつて阻害され、複数回の光励起により光異性化が進行するために起こると考え、この機構による理論式から実験結果を解析し、光異性化に必要な光励起の回数を求めた。
3.シクロファンを組み込んだ共役分子ワイヤーについて、密度汎関数法と非平衡グリーン関数法を用いた計算により、金属原子(Cr)を包摂することで電気伝導が1桁増加することを示し、センサーとしての利用可能性を明らかにした。固体表面上の吸着分子が示す電場スイッチング現象について第一原理計算を用いて研究し、電気双極子と構造柔軟性の重要性を示した。
4.周期的境界条件を適用した運動方程式結合クラスター法を用いて、ポリアセチレンなどの励起エネルギー計算を行い、電子相関効果を取り込んだ励起状態計算の可能性を評価した。STO-3G基底関数を用いて計算した一重項最低励起エネルギーは、実験値と比較するとかなり高く、定量的な結果を得るにはさらに大きな基底関数による計算が必要である。原子結合長に対する励起ポテンシャルエネルギー曲面の計算を試み、この手法が励起状態の構造緩和を調べるツールとして使えることを実証した。
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