• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

キラリティと開殻性を併せ持つ新規非線形光学物質の理論設計

Research Project

Project/Area Number 18J10067
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

高椋 章太  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords非線形光学 / キラリティ / らせん構造 / 有機分子 / 開殻分子
Outline of Annual Research Achievements

これまでに申請者は、らせん構造を有する縮環有機系において、両端にラジカル電子を有する構造を導入し、ラジカル軌道同士が相互作用するような位置関係にある場合において、分子内パンケーキ結合が形成しうることを明らかとしてきた。こうした分子内パンケーキ結合系においては開殻性を有することが期待される。開殻性を有する分子系は、通常の閉殻系に比べて高い非線形光学(NLO)物性を示すことが、すでに理論的に予測されている。そこで本研究では、先行研究おいて分子内パンケーキ結合を有することが明らかとなっている分子系と、これらに対応する閉殻系において、両端の環のπ平面積層方向の三次NLO物性を算出し、らせん構造を有する縮環有機系における三次NLO物性の設計指針の提案を目指した。
計算の結果、開殻系は対応する閉殻系に比べてそれぞれ2ー43倍程度大きな三次NLO物性を有することがわかった。以上のように本研究では、らせん構造を用いた新たな分子内パンケーキ結合系を提案し、これらの分子系において、両端部位やらせん部位の修飾により、開殻性と非対称性を制御し、高効率なNLO物性が得られる分子構造を具体的に提案することに成功した。
また申請者は同時期に、アルカリ土類金属逆サンドイッチ錯体における三次NLO物性についての物質設計指針の提案も行った。モデル系には、アルカリ土類金属として2族のCaとMgを、有機配位子として炭化水素の四員環、八員環を用いた。
電子状態についての詳細な解析の結果、サイズの大きな反芳香族炭化水素環と高周期アルカリ土類金属からなる逆サンドイッチ金属錯体においては、大きな三次NLO物性を実現すると期待される条件である中間的な開殻性と大きなジラジカル間距離を同時に実現していることがわかった。こうした結果を元に三次NLO物性についての具体的な物質設計指針の提案に成功した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Theoretical Study on Second Hyperpolarizabilities of Intramolecular Pancake-Bonded Diradicaloids with Helical Scaffolds2019

    • Author(s)
      Takamuku Shota、Nakano Masayoshi
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 4 Issue: 2 Pages: 2741-2749

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b03619

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Diradical Character and Second Hyperpolarizability of Alkaline Earth Metal Inverse Sandwich Complexes Involving Cyclopentadienyl and Cyclooctatetraene Ligands2018

    • Author(s)
      Takamuku Shota、Nakano Masayoshi
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 2018 Issue: 25 Pages: 2894-2899

    • DOI

      10.1002/ejic.201800267

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アルカリ土類金属逆サンドイッチ錯体におけるジラジカル因子と三次非線形光学特性についての理論的研究2018

    • Author(s)
      高椋章太・中野雅由
    • Organizer
      第21回理論化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 開殻一重項分子系におけるFaraday効果の理論的研究2018

    • Author(s)
      高椋章太・中野雅由
    • Organizer
      第12回分子科学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural Dependences of Open-Shell Character and Nonlinear Optical Properties in Helical Pancake-Bonded Systems2018

    • Author(s)
      Shota Takamuku, Masayoshi Nakano
    • Organizer
      Theoretical Studies of Magnetic Systems: Methodological Developments and Applications.
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nonlinear Optical Properties in Open-Shell Helical Pancake-Bonded Systems2018

    • Author(s)
      Shota Takamuku, Masayoshi Nakano
    • Organizer
      16TH International Congress of Quantum Chemistry
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi