元素ブロックプラットフォームを活用した有機分子会合体構造解明および電荷輸送
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Element-Block Polymer Materials |
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| Project/Area Number |
15H00737
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
梅山 有和 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30378806)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / ポルフィリン / ダイマー / 化学修飾 / 過渡吸収 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / フラーレン / マイクロ波伝導度 / ナノチューブ・フラーレン / ナノ材料 / 原子層材料 / 複合材料・物性 / グラフェン / ピレン / 二量体 / 電荷分離 / 遷移金属ダイカルゴゲナイド / 光電気化学素子 / 泳動電着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究のねらいは、カーボンおよび遷移金属ダイカルコゲナイド（TMD）などの一次元および二次元ナノ構造を有する元素ブロックプラットフォームを活用して有機分子発色団会合体の固定化や、高効率光電変換系の構築を目的としている。
１）2015年度までの研究で、ピレニルフェニルラジカルの単層カーボンナノチューブ（SWNT）側壁への直接付加反応により、ピレン二量体が連結した複合体が得られることを見出している。2016年度の研究では、同様のアリールラジカル付加反応を利用して、SWNT側壁上でのポルフィリンダイマーの形成を行った。スペーサーとして、フェニレン、ナフタレン、フランなどの種々の構造を用いたが、m-フェニレンスペーサーを用いた場合に、紫外－可視吸収スペクトルにおいて最もソレー帯の分裂が顕著に観察された。また、全てのポルフィリンダイマー－SWNT連結系において、ソレー帯励起によるエキシプレックスの形成が過渡吸収スペクトルにより確認された。さらに、m-フェニレンスペーサーを用いた場合に最もエキシプレックス状態の寿命が長くなることがわかった。
２）剥離したMoS2やWS2などのTMDを泳動電着法により酸化スズ上に薄膜化した修飾電極が、高い光電流発生効率（外部量子収率（IPCE）= 12-14% (400 nm)）を示すことを、2015年度までの研究で明らかにしている。2016年度の研究では、フラーレンとの複合膜の作製に成功し、単成分膜と比較して光電変換効率の大幅な向上を達成した（IPCE = 23-35% (400 nm)）。マイクロ波伝導度測定などから、TMDをフラーレンと複合化することにより、光電荷分離およびSnO2電極への電子注入がより効率よく起こったため、あるいは、酸化スズ電極に注入された電子とTMDに形成された正孔との再結合が抑制されたためと考えられる。
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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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Report
(2 results)
Research Products
(33 results)
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[Journal Article] Regioisomer Effects of [70]Fullerene Mono-adduct Acceptors in Bulk Heterojunction Polymer Solar Cells2017
Author(s)
Umeyama, T.; Miyata, T.; Jakowetz, A. C.; Shibata, S.; Kurotobi, K.; Higashino, T.; Koganezawa, T.; Tsujimoto, M.; Gelinas, S.; Matsuda, W.; Seki, S.; Friend, R. H.; Imahori, H.
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Journal Title
Chem. Sci.
Volume: 8
Issue: 1
Pages: 181-188
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Complexation of Single-walled Carbon Nanotubes with [8], [9], and [10]Cycloparaphenyleneacetylenes2016
Author(s)
Miki, K.; Saiki, K,; Umeyama, T.; Baek, J.; Noda, T.; Imahori, H.; Ohe, K.
Organizer
CURO-Pi II
Place of Presentation
Oregon, USA
Year and Date
2016-09-12
Related Report
Int'l Joint Research
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