2020 Fiscal Year Annual Research Report
A Study of Photoinduced Charge Separation for TiO2–TCNQ Surface Complex
| Project/Area Number |
18K05289
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
城野 亮太 東京大学, 先端科学技術研究センター, 客員研究員 (10586936)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 界面電荷移動遷移 / 光誘起電子移動反応 / 計算科学 / 酸化チタン / ジシアノメチレン化合物 / 光物性 / 再生可能エネルギー / エネルギー変換 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はTCNQの類縁体であるF4TCNQ，F2TCNQ，Me2TCNQがつくる界面錯体について実験・理論の両面から検討した．実験的に低濃度条件で合成した界面錯体TiO2-F4TCNQ，TiO2-F2TCNQ，TiO2-Me2TCNQの赤外分光スペクトルはTiO2-TCNQのCN伸縮振動と同様に３つに分裂しており，ピーク位置および強度比にも明確な違いは無かったことから，ジシアノメチレン炭素とTiO2表面の酸素との間にTiO2-TCNQ界面錯体と同様の化学結合が生成していると考えられた．これまでに用いた計算モデルTi38O80H10-O-C12H4N4(Ti38-TCNQ)を基本構造として，これら類縁体による界面錯体をモデル化した．最適化によって得られた構造におけるCN結合に由来する振動準位は実験と同様の傾向を示した．またその電子状態は，電子求引性のF，電子供与性のMeによってTiO2-F4TCNQおよびTiO2-F2TCNQのHOMO準位は深くTiO2-Me2TCNQのHOMO準位は浅くなっており，第一励起エネルギーはTiO2-Me2TCNQ，TiO2-TCNQ，TiO2-F2TCNQ，TiO2-F4TCNQの順に長波長化していた．実験的にも透過吸収スペクトルはこの傾向を再現し，これらジシアノメチレン化合物はTiO2と化学結合を作ることによって界面電荷移動遷移を示す材料となることが明らかになった．
|
