2014 Fiscal Year Research-status Report
プロトンと電子が相関した水素結合ユニット型純有機伝導体の開発と機能開拓
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26810044
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
上田 顕 東京大学, 物性研究所, 助教 (20589585)
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2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 有機伝導体 / 水素結合 / TTF / 電子ドナー分子 / π拡張 / 電荷秩序 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一年目である本年度は、研究実施計画に従い、設計した二種類の新規カテコール縮環型π拡張TTF系電子ドナー分子の合成研究からスタートした。ナフタレンジオール縮環体ND-EDT-TTFについては、合成・単離に成功し、π拡張に伴う電子的性質の変化を電子スペクトルおよびサイクリックボルタンメトリーにより調査した。その結果、量子化学計算から示唆されたように、HOMO-LUMOギャップの減少および酸化電位の向上が確認できた。さらにこのドナー分子を用いて、電解法により水素結合ユニット型純有機伝導体の作成を試みたところ、当初の予想とは異なり、水素結合ユニットに加え、対アニオンを含む特異な新規水素結合型有機伝導体が得られた。伝導層内には３種類の独立な分子が存在し、結合長の解析から、これらは電荷秩序化していることが示唆された。この結晶の電気抵抗率の温度依存性を測定したところ、半導体的振る舞いが観測され、X線構造解析から示唆された電荷秩序状態の形成と矛盾していない。
設計したもう一種類のドナー分子Cat-TTPについては、本年度は前駆体までの合成に成功した。ただし、π共役骨格がたいへん剛直なため、有機溶媒に対する溶解度が悪く、精製作業がやや煩雑である。さらに、予備的な実験として、目的のドナー分子の合成を検討してみたが、現在のところ生成を確認できていない。溶解度の問題と、これに加えて分子の安定性の問題を解決する必要があると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
設計した新規電子ドナー分子を合成・単離することができた。これを用いて、水素結合ユニットを有する新規有機伝導体の合成にも成功し、構造物性相関を明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度合成に成功した水素結合型有機伝導体については、結晶構造の詳細な解析を行い、水素結合とπ電子系の相関についてさらに調べていく。加えて、結晶化条件をさらに種々検討することで、新規伝導体の開発を目指す。
これと並行して、現在合成途中にある新規電子ドナー分子の合成・単離に取り組む。合成法の改良や置換基の選択を行うことで、合成を達成し、これを用いた新規有機伝導体の作成、構造・物性評価を行う予定である。
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