• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

励起状態ダイナミクスを利用したπラジカルのスピントロニクス素子への展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H04136
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

手木 芳男  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00180068)

研究分担者 吉野 治一  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60295681)
仕幸 英治  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90377440)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワードπラジカル / 励起状態ダイナミクス / ペンタセン誘導体 / 有機半導体材料 / スピン流 / 発光性ラジカル / エキシマー形成初期過程 / 分子スピントロニクス / 光電流 / 磁場効果 / 光検出ESR / 時間分解発光 / スピントロニクス / 薄膜素子 / 有機電荷移動錯体 / 励起状態ダイナミックス / スピン輸送 / 光励起状態 / 電荷移動錯体 / 時間分解ESR / 光耐久性 / ペンタセン
研究成果の概要

以下の4つの代表的な成果が得られた。(1)安定なペンタセン誘導体として市販もされているペンタセン誘導体(以下、TIPS-ペンタセンと略)を遥かに凌駕する光耐久性(約50倍)を示すペンタセン-ラジカル系の合成に成功し、目標の一つが達成できた。(2)ピレン系の電荷移動錯体の光伝導と磁場効果測定により、典型的な弱く相互作用した電荷移動錯体の励起状態キャリアダイナミクスが詳細に解明できた。(3)TIPS-ペンタセンの蒸着膜でスピン流の輸送が確認できた。(4)(1)と学術的に対極関係にある発光性ラジカルの光検出電子スピン共鳴の観測に成功し、エキシマー形成の初期過程がスピン化学の視点から初めて解明できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

申請代表者らが見出した、ラジカル付加による光耐久性の向上方法を発展させることにより安定なペンタセン誘導体として市販もされているTIPS-ペンタセンを遥かに凌駕する光耐久性が実現できたことは、新規有機電子材料や有機半導体材料への展開を可能にする成果で、この種の系が実際に半導体材料として使用されることになれば、本研究成果の社会的意義と波及効果は極めて大きい。
また、発光性ラジカルの励起状態ダイナミクスの研究により、エキシマー形成の初期過程が初めてスピンをプローブとして用いることにより詳細に解明できた事は、ラジカルだけでなく分子の励起状態に対する新規な知見を与え、学術的意義の非常に高い成果である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 11件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Luminescent Radical-Excimer: Excited-State Dynamics of Luminescent Radicals in Doped Host Crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Kato Ken、Kimura Shun、Kusamoto Tetsuro、Nishihara Hiroshi、Teki Yoshio
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 9 ページ: 2606-2611

    • DOI

      10.1002/anie.201813479

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin transport in poly-acene films and the derivative films by using the spin-pumping2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yuji、Kono Taisei、Teki Yoshio、Shikoh Eiji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 55 号: 2 ページ: 1400304

    • DOI

      10.1109/tmag.2018.2856275

    • NAID

      120006882173

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019887

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoconductivity and magnetoconductance effects on vacuum vapor deposition films of weak charge-transfer complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Kato Ken、Hagi Shogo、Hinoshita Masumi、Shikoh Eiji、Teki Yoshio
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 19 号: 29 ページ: 18845-18853

    • DOI

      10.1039/c7cp02781h

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited-state Dynamics and Spin-exchange Coupling of AnthraceneVerdazyl Radicalin Frozen Glass Matrix Investigated by Transient Absorption Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, M. Hinoshita, K. Kato and Y. Teki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 45 号: 11 ページ: 1324-1326

    • DOI

      10.1246/cl.160697

    • NAID

      130005509453

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] TIPS 基とラジカル置換基の相乗効果による高い光耐久性を持つ有機ペンタセン-ラジカル誘導体の設計・合成とその物性2019

    • 著者名/発表者名
      前口 慶治郎, 加藤 賢, 清水 章皓, 加島 源太, 手木 芳男
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光検出ESR と時間分解発光スペクトルによる発光性ラジカルの励起状態ダイナミクスの研究2019

    • 著者名/発表者名
      加藤 賢, 木村 舜, 草本 哲郎, 西原 寛, 手木 芳男
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photocurrent behavior in polycrystalline film of pentacene-radical derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Teki, Akihiro Shimizu, Eiji Shikoh
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TRESR and EDMR study of excitonic and photocarrier processes in vacuum vapor deposition film of weak charge transfer complex2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Kato, Shogo Hagi, Masumi Hinoshita, Eiji Shikoh, Yoshio Teki
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin transport in poly-acene films and the derivative films by using the spin-pumping2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tanaka, Taisei Kono, Yoshio Teki, Eiji. Shikoh
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2018 (ICM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoconductivity and Magneto-Conductance Effect on Thin Films of Organic CT Complexes and Pentacene-Radical Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Teki, Akihiro Shimizu, Ken Kato, Shogo Hagi, Masumi Hinoshita, Eiji Shikoh
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design, Syntheses and Photoconductivity of Pentacene-Radical Derivatives with Remarkable Photostability2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Teki, Akihiro Shimizu, Ken Kato, Gennta Kashima, Eiji Shikoh
    • 学会等名
      7th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors (SpinOS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TRESR and EDMR Study of Excitonic and Photocarrier Processes in Vacuum Vapor Deposition Film of Weak Charge Transfer Complex (II)2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Kato, Shogo Hagi, Masumi Hinoshita, Eiji Shikoh, Yoshio Teki
    • 学会等名
      7th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors (SpinOS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 弱い電荷移動錯体蒸着膜のEDMR測定と光電流の低磁場効果2018

    • 著者名/発表者名
      萩彰吾, 加藤賢, 樋下万純, 仕幸英治, 手木芳男
    • 学会等名
      第22回ESRフォーラム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] π共役を伸ばしたアントラセン-ラジカル連結系の励起状態ダイナミクス (III)2018

    • 著者名/発表者名
      加藤 賢, 清水章皓, 手木 芳男
    • 学会等名
      第22回ESRフォーラム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 弱い電荷移動錯体の蒸着膜のEDMR測定と光電流の低磁場効果2018

    • 著者名/発表者名
      萩 彰吾, 加藤 賢, 樋下万純, 仕幸英治, 手木 芳男
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ODMR及び時間分解発光測定による発光性ラジカルの励起状態ダイナミクスの研究2018

    • 著者名/発表者名
      加藤賢, 木村舜. 草本哲郎, 西原寛, 手木芳男
    • 学会等名
      第57回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 弱い電荷移動錯体の蒸着膜における光電流の低磁場効果とTRESR及びEDMR測定2018

    • 著者名/発表者名
      萩彰吾,加藤賢, 樋下万純, 仕幸英治, 手木芳男
    • 学会等名
      第57回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photoconductivity and magnetoconductance effect on vacuum vapor deposition films of weak charge-transfer complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Teki, Ken Kato, Shogo Hagi, Masumi Hinoshita, and Eiji Shikoh,
    • 学会等名
      15th International Symposium on Spin and Magnetic Field Effects in Chemistry and Related Phenomena (SCM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピンポンピングを用いたTIPSペンタセン蒸着膜のスピン輸送特性2017

    • 著者名/発表者名
      田中勇士、手木芳男、仕幸英治
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ピレン-安定ラジカルの蒸着膜における光電流2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 賢, 仕幸 英治, 手木 芳男
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 弱い電荷移動錯体の蒸着膜における光電導性と磁場効果2017

    • 著者名/発表者名
      萩 彰吾, 加藤 賢, 樋下万純, 仕幸英治, 手木 芳男
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 弱い電荷移動錯体の蒸着膜試料における光電流とその磁場効果2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 賢, 萩 彰吾, 樋下 万純, 仕幸 英治, 手木 芳男
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光耐久性の高いペンタセン-ビラジカル誘導体の励起状態ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      清水 章皓、行平 奈央, 佐藤 大樹, 藤原 正澄, 橋本 秀樹, 手木 芳男
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 弱い電荷移動錯体の蒸着膜における光電導性と磁場効果(Ⅱ)2017

    • 著者名/発表者名
      萩 彰吾, 加藤 賢, 樋下万純, 仕幸英治, 手木 芳男
    • 学会等名
      第56回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] π共役を伸ばしたアントラセン-ラジカル連結系の励起状態ダイナミクス(II)2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 賢, 清水 章皓, 手木 芳男
    • 学会等名
      8.第56回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ペンタセン-ビラジカル誘導体の創成とその特異な光化学的性質を利用した著しい光耐久性の実現2016

    • 著者名/発表者名
      清水 章皓, 伊藤 亮孝, 手木 芳男
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 有機πスピン系のスピン整列とスピン科学の解明2016

    • 著者名/発表者名
      手木芳男
    • 学会等名
      第55回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機ラジカルを利用した高い光耐久性を有する新規ペンタセンの創成およびそのスピン物性2016

    • 著者名/発表者名
      清水 章皓, 伊藤 亮孝, 小澄 大輔, 橋本 秀樹, 手木 芳男
    • 学会等名
      第55回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 平面性の高めたアントラセン-ラジカル化合物の合成および物性2016

    • 著者名/発表者名
      加藤賢, 清水章皓, 手木芳男
    • 学会等名
      第55回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ニトロニルニトロキシドラジカル置換基を2つ有するペンタセン誘導体の光化学およびスピン物性2016

    • 著者名/発表者名
      清水 章皓, 伊藤 亮孝, 手木 芳男
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Using Excited-State Spin-Dynamics of π-Radicals Toward Molecular Spintronics2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Teki, A. Shimizu, Y. Kawanaka, A. Ito, D. Kosumi, and H. Hashimoto
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photochmical Stability Enhancement of Pentacene Derivative Having Two Nitronyl Nitroxide Radical Substituents2016

    • 著者名/発表者名
      A. Shimizu, A. Ito and Y. Teki
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photostabilization of Pentacene Derivatives Using Excited State Spin-Dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Teki
    • 学会等名
      The 20th Osaka City University International Workshop (OCUIC-2016) on Molecular Spins and Quantum Technology
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Physical Properties of Highly Coplanar π-Conjugated Anthracene-Radical Compound2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kato, A. Shimizu, and Y. Teki
    • 学会等名
      The 20th Osaka City University International Workshop (OCUIC-2016) on Molecular
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペンタセンと有機ラジカルの邂逅 ~著しい光耐久性の実現~2016

    • 著者名/発表者名
      清水 章皓, 伊藤 亮孝, 手木 芳男
    • 学会等名
      化学人材育成プログラム 化学人材交流フォーラム2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 電子スピサイエンス 15巻2017

    • 著者名/発表者名
      手木芳男
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      電子スピサイエンス学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] ペンタセンのラジカル誘導体およびその製造方法2018

    • 発明者名
      手木芳男、清水章皓、加島源大
    • 権利者名
      公立大学法人大阪市立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi