2016 Fiscal Year Annual Research Report
開殻超分子系の非線形光学効果の外部静電場印加効果の理論研究
Publicly Offered Research
Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
Project/Area Number |
15H00999
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
中野 雅由 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80252568)
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | 開殻分子 / 非線形光学スイッチ / 電場印加 / 開殻超分子 / 分子集合系 / 量子化学計算 |
Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、前年度に構築した非対称開殻系の理論に基づく実在系の設計をおこなった。非対称性を付与するにはドナー・アクセプター置換基の導入や静電場引加が考えられるが、これらの非対称性に対する第二超分極率γの変化は正負の変化をするため、大きなγの値を得るためには非対称性や開殻性のチューニングが必要である。そこで、開殻性を有するチチバビン炭化水素のC原子をNやB原子に置換した非対称モデルにおいて、非対称性-開殻性-γの相関を高精度量子化学計算により検討した。系の両端のC原子をそれぞれN, B原子に置換したものは電荷移動(CT)性が大きく閉殻系となったが、これに電場を引加することでCT性を弱めることで、以前に検討した非対称2サイトモデルの結果と同じγの大きさや符号の変化が見られた。これより以前の理論モデルの結果の妥当性が実証された。これはまた、開殻領域に加え、閉殻領域においても非対称性を制御することでさらなるγの増大が得られる可能性を示唆しており、これまでの中間開殻性に加えて新たなγの増大設計指針が得られた。また、班内/班間の共同研究においては、(1)反芳香族分子及び積層系の開殻性、環電流、非線形光学効果(忍久保)、(2)湾曲分子系の開殻性と非線形光学効果(櫻井)を引き続き推進した。以上の結果、2年間の研究を通して、非対称開殻系に基づく新しい非線形光学スイッチの原理と設計指針の構築に成功した。さらに本研究で得られた中間イオン性に基づく新しいNLO分子の設計原理は、これまでの部に分子探索の範囲を拡張すると期待され、それに基づく新規機能物質の研究の萌芽となると考えられる。
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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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Research Products
(57 results)
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[Journal Article] Fluoreno[2,3-b]fluorene vs. Indeno[2,1-b]fluorene: Unusual Relationship between the Number of pi Electrons and Excitation Energy in meta-Quinodimethane Type Singlet Diradicaloids2017
Author(s)
H. Miyoshi, M. Miki, S. Hirano, A. Shimizu, R. Kishi, K. Fukuda, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, I. Hisaki, M. Nakano, Y. Tobe
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Journal Title
J. Org. Chem.
Volume: 82
Pages: 1380-1388
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Theoretical Investigation of Curved π-Conjugated Fullerene Flakes: Open-Shell Character, Aromaticity, and Third-Order Nonlinear Optical Property2017
Author(s)
Kotaro Fukuda, Jun-ya Fujiyoshi, Yuka Minamida, Takanori Nagami, Hiroshi Matsui, Soichi Ito, Ryohei Kishi, Yasutaka Kitagawa, Masayoshi Nakano, Benoit Champagne
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Journal Title
J. Phys. Org. Chem.
Volume: 30
Pages: 1099-1395
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Diindeno-fusion of an anthracene as a design strategy for stable organic biradicals2016
Author(s)
Gabriel E. Rudebusch, Jose L. Zafra, Kjell Jorner, Kotaro Fukuda, Jonathan L. Marshall, Iratxe Arrechea-Marcos, Guzman L. Espejo, Rocio Ponce Ortiz, Carlos J. Gomez-Garcia, Lev N. Zakharov, Masayoshi Nakano, Henrik Ottosson, Juan Casado and Michael M. Haley
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Journal Title
Nat. Chem.
Volume: 8
Pages: 753-759
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A Biradical Balancing Act: Redox Amphoterism in a Diindenoanthracene Derivative Results from Quinoidal Acceptor and Aromatic Donor Motifs2016
Author(s)
G. E. Rudebusch, J. L. Zafra, M. Pena-Alvarez, G. L. Espejo, S. N. Spisak, K. Fukuda, Z. Wei, M. Nakano, M. A. Petrukhina, J. Casado, M. M. Haley
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 138
Pages: 12648-12654
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Theoretical Design of Open-Shell Nonlinear Optical Molecular Systems2017
Author(s)
Masayoshi Nakano, Ryohei Kishi, Kotaro Fukuda, Soichi Ito, Hiroshi Matsui, Shota Takamuku, Takanori Nagami, Yuka Minamida, Naoyuki Matsushita, Jun-ya Fujiyoshi, Kyohei Yoneda, Yasutaka Kitagawa, Marc de Wergifosse, Benoit Champagne
Organizer
The 10th International Conference on Computational Physics (ICCP10)
Place of Presentation
Holiday Inn Macao Cotai Central(Macau, China)
Year and Date
2017-01-16 – 2017-01-20
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Quantum Design for Optoelectric Functional Molecular Systems2016
Author(s)
M. Nakano, R. Kishi, K. Fukuda, S. Ito, H. Matsui, S. Takamuku, T. Nagami, Y. Minamida, N. Matsushita, K. Yoneda, Y. Kitagawa
Organizer
Japan-France-Spain Joint-Symposium on Theoretical and Computational Science of Complex Systems
Place of Presentation
Fukui Institute for Fundamental Chemistry, Kyoto University(京都府・京都市)
Year and Date
2016-10-26 – 2016-10-28
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Theoretical Study on Open-Shell Organic Nonlinear Optical Systems: From Open-Shell Molecules to Open-Shell Aggregates2016
Author(s)
Masayoshi Nakano, Ryohei Kishi, Kotaro Fukuda, Soichi Ito, Hiroshi Matsui, Shota Takamuku, Takanori Nagami, Yuka Minamida, Jun-ya Fujiyoshi, Kyohei Yoneda, Yasutaka Kitagawa, and Benoit Champagne
Organizer
The International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals in 2016(ICSM2016)
Place of Presentation
Guangzhou Baiyun International Convention Center(広州市・中国)
Year and Date
2016-06-26 – 2016-07-01
Int'l Joint Research
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