Development of organic superconductors without inversion symmetry

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05406
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Shirahata Takashi 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (40360565)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 分子性導体 / 有機超伝導体 / キラル / 電子供与体 / テトラチアフルバレン / 電子物性 / 複合物性 / 有機結晶

Outline of Final Research Achievements

New electron donors were designed by focusing on dimethylethylenedithio groups as a substituent with asymmetric carbon atoms. These target molecules were synthesized, and their properties were experimentally and theoretically characterized by UV-visible absorption spectra (UV-vis), circular dichroism (CD) spectra, cyclic voltammetry (CV), and theoretical calculations. Molecular conductors without inversion symmetry based on these chiral electron donors were prepared by an electrocrystallization. Their crystal structures and properties were elucidated by single crystal X-ray structural analysis, band calculations, and electrical resistivity measurements.

Free Research Field

機能物性化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

物質のキラリティーが導電性に与える影響を利用した電子デバイスは省電力化に寄与することができるため、材料科学の分野で注目されている。しかしながら、物質のキラリティーと超伝導が相関した有機材料は未開拓の領域である。本研究課題はこの未踏領域を開拓することを目的としている。本研究で開発した新規電子供与体を用いて作製した導電性有機材料は超伝導を示さなかったものの、その構造と物性を明らかにすることで新たな設計指針が見いだされた。今後、反転対称性の欠如に起因するキラリティーと超伝導が相関した物質の創出が期待される。