2020 Fiscal Year Research-status Report
二種類の配位構造を利用した光照射下での相転移と光のエネルギー貯蔵の研究
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18K19061
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
内藤 俊雄 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (20227713)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2022-03-31
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| Keywords | 光貯蔵物質 / 分子結晶 / 金錯体 / 電荷移動錯体 / 電荷移動遷移 / 光励起状態 / ビピリジル / メチルビオロゲン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の表題にある「光のエネルギーを貯蔵できる物質」の開発を、昨年に続き継続した。今年度（3年計画の最終年度）の目標であった、新しい物質を開発し、紫外光照射直後の励起状態を維持できる時間を飛躍的に伸ばすという目標は達成した。具体的には、従来の典型的な発光物質の10倍以上長い光励起寿命を目標値とした。ここで典型的な発光物質の光励起寿命とは、受光してから実際に発光するまでの時間が10の－9乗から10の－12乗秒程度である。今年度見いだされた物質では128 Kで紫外光照射後3時間たっても全く緩和してこない程の長い寿命を達成した。寒剤（液体窒素）が無くなるまで測定したが、緩和が最後まで全く起こらなかった。本研究で見いだされた物質の紫外光励起状態の寿命は前例のない長さである。更にそれに加えて、室温（296 K）でも紫外光受光後の励起状態をほとんど緩和することなしに13時間維持することができた。この13時間という結果は測定した範囲の最大の時間であって、データを見る限り実際にはこれよりはるかに長いと推測される。次年度の研究でさらに詳しく調べ、明らかにする計画である。ただし今回測定した励起寿命は時間分解の発光スペクトル等、励起と緩和を直接観測する手段を用いたのではなく、光励起に伴って発生する不対電子を電子スピン共鳴で観測している。従って今後紫外光照射による光励起と不対電子、結晶構造の三者の関係を明らかにする必要がある。これは次年度の研究で計画しており、この報告書を書いている時点で既に実施に移っている。また吟味した内の一部の新物質が紫外光で発光していることを示唆する結果も得られた。これらと上記の励起寿命の長い物質の特徴を併せ持つ物質を合成すれば、前例のない「光を溜めて持ち運べる物質」が生まれる可能性がある。以上の結果は学術論文としてまとめている最中で、できる限り早く投稿する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
昨年度の最初にコロナ禍で大学への入講が長期間制限され、予定していた実験が思うようにできなかったため、その間の空き時間を利用してターゲットとする物質をよく吟味し、研究計画を練り直したことが幸いした。狙った物質が全て首尾よく目的の性質を示したわけではなかったが、上述の通り比較的短期間で効率よく研究が進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナ禍の影響で、一部予定していた実験（全国共同利用施設を用いた発光の確認）が出来なかった。そこで、研究期間を延長し（承認済み）、コロナ禍が収束したら、共同利用施設（分子研など）に出向いて発光の詳しい実験を行う。また緩和が凍結されている間の結晶構造や電子状態を詳しく調べ、光励起状態を維持する機構を解明する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により予定していた国際会議や国内の出張が取りやめになったため、旅費を中心に予算に残額が生じた。次年度に本来予定していた会議に参加したり、他研究機関での実験に行ったりする際に用いる予定である。
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