ジアリールエテンをスイッチングユニットとして用いた電子スピン系論理回路の構築

• 研究課題/領域番号: 12020244
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松田 建児 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (80262145)
• 研究分担者: 河合 壯 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (40221197)
• 研究期間 (年度): 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2000年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 光スイッチング / フォトクロミズム / 分子磁性

研究概要

ニトロニルニトロキシドを2個、ジベンゾチエニルエテンにp-フェニレンカップラーを用いて連結させたビラジカル1aを合成した。π共役系の長さを調節することにより、スイッチングをESRを用いて検出することに成功した。
開環体1aは313nmの紫外光により閉環体1bに、1bは578nmの可視光で1aにそれぞれ変換され、可逆なフォトクロミズムを示した。分取した閉環体との比較により、光定常状態での変換率は99%であることが分かった。
フォトクロミズムに伴うESRスペクトル変化を追跡した。開環体1aは、複雑な15本線を示し、交換相互作用が超微細結合定数と同程度であることを支持している。366nmの紫外光を照射すると直ちに9本線のスペクトルが現れ、光定常状態のスペクトルは9本線となった。閉環体1bにおいて、交換相互作用の値は超微細結合定数よりも十分大きいことを示している。開環体由来のシグナルは光定常状態では観測されず変換率が非常に高いことを反映している。光定常状態に達した試料に対して、520nm以上の可視光を照射すると元の開環体のスペクトルに戻った。スペクトルのシミュレーションの検討により、開環体と閉環体で2桁程度の交換相互作用の変化があることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] Kenji Matsuda et al.: "A Diarylethene with Two Nitronyl Nitroxides : Photoswitching of Intramolecular Magnetic Interaction"J.Am.Chem.Soc.. 122. 7195-7201 (2000)
• [文献書誌] Kenji Matsuda et al.: "Photoswitching of Intramolecular Magnetic Interaction Using a Photochromic Spin Coupler : An ESR Study"J.Am.Chem.Soc.. 122. 8309-8310 (2000)
• [文献書誌] Kenji Matsuda et al.: "Single-crystalline phtochromism of a linear coordination polymer composed of 1,2-bis [2-methyl-5-(4-pyridyl)- 3-thienyl] perfluorocyclopentene and bis (hexafluoroacetylacetonato) zinc (II)"J.Chem.Soc.Chem.Commun.. 2001. 363-364 (2001)
• [文献書誌] Kenji Matsuda et al.: "Photochromism of Diarylethene Having Nironyl Nitroxide"Tetrahedron Lett.. 41. 2577-2580 (2000)
• [文献書誌] Tetsuhiro Kodani et al.: "Diastereoselection in Crystalline State Photochromism of a Diarylethene Having a Chiral Substituent"J.Am.Chem.Soc.. 122. 9631-9637 (2000)
• [文献書誌] Kenji Matsuda et al.: "Photochromism of Diarylethenes with Two Nitronyl Nitroxides : Photoswitching of Intramolecular Magnetic Interaction"Chem.Eur.J.. 7(in press). (2001)