Chiral induction to achiral molecule using molecular excited state

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K19151
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 間中 孝彰 東京工業大学, 工学院, 教授 (20323800)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田口 大 東京工業大学, 工学院, 助教 (00531873)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: キラリティ

Outline of Annual Research Achievements

分子の鏡像同士が重ならない性質を表す分子キラリティは、軸性ベクトルである磁場との相互作用のため、新規な電子・光機能性材料への応用が期待できる。本研究では、光電場と励起状態分子との相互作用によるキラリティ発現機構の解明や、キラル増幅に関する検討から、キラル高分子の新規な電子・光機能性材料としての可能性を探る。
本年度は昨年度に引き続き、円偏光紫外光照射によるポリジアセチレン重合と、キラル性誘起に関する実験を行うとともに、そのメカニズムに関する検討を行った。円偏光からモノマー分子へのキラル情報伝搬を、単純な電磁気学的な相互作用と考え、励起状態にあるモノマー分子と、光の電場ベクトルとの相互作用がキラル誘起に重要な役割を果たしているとモデル化した。このモデルを検証するため、ラジカル状態の吸収スペクトル測定と、キラル誘起の波長依存性について検討を行っている。
また、キラル薄膜の電気特性を測定するシステムを組み上げ、円偏光を照射しながらの電流変化や、またインピーダンス分光測定によるインダクタンス成分の評価などができるようなシステムとした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

スピンコート法を用いたモノマー成膜と、紫外線照射による重合およびキラル性誘起については、再現性よくデータが得られるようになった。懸念していたスピンコート成膜による異方性の発現とCDスペクトル測定についての影響は、成膜条件を最適化することでほぼ抑えることができた。一方、ラジカル状態のスペクトル測定は、まだ評価ができていない。この原因は、ラジカル種の吸収が小さい上、励起光により測定のSN比が悪くなっているためと考えている。そのため、ラジカル状態のスペクトルに関しては量子化学計算によるスペクトル予測も含めて検討を行っており、この計算は完了している。一方、立ち上げたキラル薄膜の電気特性を測定するシステムを用いて、薄膜状態の電気伝導特性を評価した。現状、未ドープ状態およびドープ状態のサンプルにおいて、電気伝導特性の評価が完了している。

Strategy for Future Research Activity

本研究において、キラル誘起メカニズムの県津尾ラジカル状態のスペクトル関しては引き続き感度を上げる工夫をしながら測定を続けるとともに、２波長光源による円偏光照射を行う。薄膜状態のインダクタンス成分抽出は、キラル薄膜のアプリケーション応用を考える上で重要と考えており、積極的に進めていく。これによりキラリティのエレクトロニクス応用に展開できればと考えている。一方、キラルテンプレートの項目は未完了であるが、材料の準備等はほぼ完了しているため、研究期間終了までにSHG-CD測定などの評価を行う予定である。