2021 Fiscal Year Annual Research Report
Photophysics and conductivity of TTF-annulated porphyrinoids with excited-state aromaticity reversal
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19F19345
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
関 修平 京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
CHA WON-YOUNG 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-10-11 – 2022-03-31
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| Keywords | ポルフィリン / ポルフィノイド / π-πスタック / 芳香族性 / 芳香族性反転 / 伝導度 / ラジカル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では拡張ポルフィリノイド・大環状共役化合物を対象として，パイ電子の数や環の立体配座制御により芳香族性・反芳香族性を変化させた各々の状態においてその電子物性の聖書を目的とした研究を展開した．特に，テトラチアフルバレン（TTF）骨格を連結した拡張ポルフィリノイドを目的化合物とし，光励TTFからポルフィリノイド骨格への電子移動を光励起により誘起しつつ，電子共役系に加担する電子数を変調させ，基底状態・励起状態相互での芳香族性・反芳香族性を連続的に制御する（芳香族性反転）系での光物理化学過程の解明を目指して研究を進めてきた．分子の設計並びにその芳香族性反転の挙動は特別研究員・Chaが主に担当し，分子系の分光分析と固体状態での光電気伝導性の評価を受け入れ研究者・関が主に担当した．
新たに設計し，合成した拡張ポルフィリノイド・大環状共役化合物（Rubyrin）のプロトン化/脱プロトン化に伴う急激な電気伝導度の上昇/低下という興味深い現象を見出した．分子のSwitchingする光電気伝導性のダイナミックレンジについてマイクロ波伝導度評価法を用いて完全実験的な定量分析を行った結果，凝縮相における相構造を大きく変えることなく，光有機電子移動によって，固体中の電子伝導経路の制御が可能であることを明らかにした．分子の芳香族性・反芳香族性を非接触光刺激によって自由に変調しつつつ，電子物性へと直結させるという本研究の成果は，凝縮相共役分子固体の基礎物性研究として，従来の大環状化合物の一般的な分光分析と一線を画しつつ，将来の分子設計指針を与える重要な知見を得ているものと考える．
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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