2021 Fiscal Year Annual Research Report
異種化合物の化学結合を介した超分子的複合化および接合界面での導電性発光特性
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20K15041
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
大曲 仁美 青山学院大学, 理工学部, 助教 (40846797)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 複合材料 / 発光希土類錯体 / 酸化グラフェン / 導電性発光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、優れた導電性を示すグラフェンと発光性の希土類(Ln)錯体を複合化することによって、互いの機能性が協奏的に働く新たな二次元発光・導電材料の創成を目指している。グラフェンの表面に錯体を修飾することは困難であることから、本研究では表面に酸素官能基を多く有する酸化グラフェン(GO)を用い、表面の酸素官能基と発光性の金属錯体を化学的に結合させることで複合体を合成した。初年度に引き続き、同様に長鎖アルキルを有するテルビウム(Tb)錯体を用いて複合体を合成し、Tb錯体由来の強い緑色発光を観測することに成功している。アルキル鎖の炭素数が異なる錯体を複合化させた膜の放射光X線回折の結果、GOの(001)面に帰属されるピークが長鎖アルキルを延長することで高角度側にシフトしており、錯体がGOシート層間に担持されていることを証明した。発光特性としては錯体をGO層間に担持することで発光寿命が長くなることがわかった。これは分子振動による無輻射失活を抑制していると推察される。GOは熱や光により表面の酸素官能基を脱酸素することで、グラフェンと同程度の導電性を示す還元型グラフェン(rGO)を得ることができる。GO/Ln複合体を200℃で熱還元し、得られたrGO/Ln複合体の電気伝導度を測定したが、導電性はGOのみの場合と変わらずほとんど電気を通さないことがわかった。この結果は、還元温度・時間を変化させても変わらず、GO表面の酸素官能基の多くが金属錯体と化学結合しているため、sp2炭素の割合が少なく期待していた導電性が観測されなかったことが示唆される。今後の展開として、GO上の酸素官能基を一部脱酸素したGOを合成し、そこへ金属錯体を導入することにより、導電性の向上とエレクトロクロミックデバイスへの展開を引き続き目指す。
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[Journal Article] Hidden Heterometallic Interaction Emerging from Resonant Inelastic X-ray Scattering in Luminescent Tb-Pt Molecules2022
Author(s)
Takefumi Yoshida, Ahmed Shabana, David Chukwuma Izuogu, Kentaro Fuku, Tetsu Sato, Haitao Zhang, Yukina Yamamoto, Jun Kamata, Hitomi Ohmagari, Miki Hasegawa, Goulven Cosquer, Shinya Takaishi, Takuma Kaneko, Tomoya Uruga, Yasuhiro Iwasawa, and Masahiro Yamashita
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Journal Title
Journal of Physical Chemistry C
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed
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