2016 Fiscal Year Annual Research Report
Chiral science of an individual molecule
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24221009
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
桑原 裕司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00283721)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小松 直樹 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (30253008)
赤井 恵 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50437373)
片山 光浩 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70185817)
小川 琢治 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80169185)
森川 良忠 大阪大学, 工学研究科, 教授 (80358184)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | キラル分子 / 円偏光発光 / 一分子科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．複合解析システムを用いた、キラル分子系の光学非対称性評価実験
トンネル電流誘起発光検出法（STM-LE）、探針誘起円偏光ラマン分光法（CD-TERS)を用いたキラル分子系の光学特性評価を行った。ぺリレン誘導体、ヘリセン誘導体、グラフェンナノリボン等のキラル分子系に関して、その構造・電子状態と光学非対称性の関係を、単一分子レベルで評価した。（１）STM－LEでは、発光スペクトルによる光学非対称性評価を主に行った。ぺリレン誘導体の少数分子クラスターにおいて発光スペクトルを取得し、さらにそれを光学分割したところ、ぺリレン基からの発光に起因するピークにおいて強い光学活性が観測された。その光学非対称性の大きさおよび極性は、これまで行ってきたフォトンマッピングとの結果と一致し、またスペクトルから大きな光学非対称性がぺリレン基間の相互作用であることが決定できた。（２）CD-TERSにおいてはヘリセン誘導体の振動分光に注目した。Au表面上に自己組織化構造を形成したのち、TERSスペクトルを測定したところ、もともとの分子には存在しない振動ピークが観測された。DFT計算による振動モードの理論計算結果と比較すると、TERS測定下において、局所的な脱水素反応が起こり、分子内に三重結合部位が形成されていることがわかった。
２．光学非対称性発現メカニズムに関する理論計算による解析
分子動力学計算を用いて、二種類の溶液中でのキラルPTCDI分子二量体の時間挙動を評価したところ、難溶性の溶媒を利用した場合には、二つのキラルPTCDI分子のぺリレン基が接近して安定化する傾向があることを明らかにした。この結果は昨年度までに得られた結果（二量体の場合には逆の光学非対称性極性を持つこと）と強く関連づけられ、これにより、実験結果を再現することがわかった。
以上の成果はすべて論文投稿中あるいは投稿準備中である。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Discrete-charge-fluctuation Dynamics of Molecules detected by Carbon Nanotube Single Charge Sensors2017
Author(s)
Hayato Fujii, Agung Setiadi, Megumi Akai-Kasaya, Seiya Kasai, Ken-ichi Yamashita, Takuji Ogawa, Yasushi Kanai, Kazuhiko Matsumoto, Yuji Kuwahara
Organizer
Symposium on surface science & Nanotechnology -25th Anniversary of SSSJ Kansai
Place of Presentation
Kyoto International Community House, Kyoto, Japan
Year and Date
2017-01-24 – 2017-01-25
Int'l Joint Research
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