2020 Fiscal Year Research-status Report
New method for characterization of plastic crystals using terahertz spectroscopy
| Project/Area Number |
20K05443
|
|---|
| Research Institution | Akita University |
|---|
Principal Investigator |
丹野 剛紀 秋田大学, 地方創生センター, 准教授 (70390721)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | テラヘルツ分光 / 柔粘性結晶 / 相転移 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
いくつかの柔粘性結晶について，晶析実験と得られた結晶のテラヘルツ透過スペクトル計測を行った．実験の対象にする物質には，報告のある柔粘性結晶の内，相転移温度が室温に近いものを測定対象物質として選定した．それらを数種の溶媒から蒸発法あるいは徐冷法によって結晶を析出させた．最初の段階として，各結晶の室温（配向無秩序相）でのテラヘルツ透過スペクトルを計測した．これまでの研究からの類推によれば，無秩序相では骨格振動などの分子内振動は観測される一方，隣接分子を拘束しその配向を固定化するような分子間相互作用に関連する振動は観測されないはずである．したがって，室温で観測された吸収ピークは暫定的に分子内振動であるとみられる．今後，これらの試料を相転移温度以下の配向秩序相で分光測定する．
また，柔粘性結晶の任意の温度での相転移を実現するため，類似の構造の分子から共結晶を調製することを試みた．ひとつのケースにおいて全量比で共結晶が得られることがわかり，この共結晶についてテラヘルツ透過スペクトルを計測するとともに，析出条件と晶癖との関連などを体系的に調査した．
さらに，対象物質の探索の過程で発見した特徴的な分子配向を有する有機単結晶の光学特性について実験を行い，テラヘルツ帯における高い偏光特性を見出した．
上述の分光測定実験と並行し，化学計算ソフトによる振動計算も行っている．これらの結果は後の考察の段階で参考とする．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
パンデミックによる入構規制等で実験が中断されたため「やや遅れている」とした．
|
| Strategy for Future Research Activity |
すでに室温でのテラヘルツ透過スペクトルを計測した試料について，相転移温度以下での配向秩序相のスペクトル計測を行う．またさらに別の物質（柔粘性結晶）にも手を拡げ，同様のスキームで実験を行う．無秩序相と秩序相の両方のスペクトルが得られたら，分子振動計算ソフトによる解析結果を参照しながら分子物理学的検討を加える．
柔粘性共結晶の組成や析出条件と転移温度を体系的に調べ整理し，共結晶化によって柔粘性結晶の転移温度を人為的に変えることが可能であるかを見極める．
|
| Causes of Carryover |
パンデミックによる実験の中断で実験材料を消費しなかったことと，学会の中止やリモート化により参加費・旅費が減少したことにより次年度使用額が生じた．残額は，次年度の実験消耗品や延期開催される学会への参加費などとして使用する．
|
