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フラーレン増感光起電デバイス内の光電流変換過程の直設観測

研究課題

研究課題/領域番号 17029008
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

伊藤 攻  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30006332)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードフラーレン / 光物性 / ナノチューブ・フラーレン
研究概要

本年度は、金属ポルフィリンの配位サイトを増やし、更なる高効率の電荷分離系を構築するため、亜鉛ポルフィリンにクラウンエーテルを導入し、フラーレンにはアンモニウム塩部位を導入する試みを行った。結果として、亜鉛ポルフィリンとフラーレン間の配位結合定数の増大と、電荷分離効率の向上が見られ、また、それに付随して、アンモニウム塩を有しないフラーレンが、クラウンエーテル付加された亜鉛ポルフィリンとの間で錯形成を行い、ポルフィリンの励起一重項からの光電荷分離する事が新規に確認できた。これまで、亜鉛ポルフィリンとフラーレン間にはπ-π相互作用による分子間結合が存在する可能性が示唆されてきたが、極性溶媒中ではこの分子間結合由来の高速電荷分離過程は確認されていなかった。本研究により、亜鉛ポルフィリンにクラウンエーテルを導入する事で、フラーレン間との分子間相互作用が増強され、励起一重項からの電荷分離が可能となることが明らかとなった。
また、電子ドナーとして単層カーボンナノチューブを利用する試みも行った。カーボンナノチューブは、紫外-可視領域から近赤外領域にいたるすべての波長領域を光吸収するため、もしカーボンナノチューブを光電荷分離プロセスに組み込む事が出来たなら、光捕集能力として完全な存在になると期待される。カーボンナノチューブはそれ自身ではいかなる溶媒へも可溶ではなく、今回、水溶性デンドリマーを利用して重水中へと分散させ、電子アクセプターとして水溶性フラーレン、電子ドナーとして水溶性アントラセン誘導体を利用して、光励起後のイオンラジカル生成を確認した。ピオロゲン共存下では、最終的にオロゲンカチオンラジカルの生成が確認され、このことからカーボンナノチューブの電荷分離プロセスへの寄与が判明した。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] Electron transfer switching in supramolecular porphyrin-fullerene conjugates held by alkylammonium cation-crown ether binding2006

    • 著者名/発表者名
      A.S.D.Sandanayaka.et al.
    • 雑誌名

      Chemical Communications (Cambridge, United Kingdom) 41

      ページ: 4327-4329

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Light-induced electron transfer on the single wall carbon nanotube surrounded in anthracene dendron in aqueous solution2006

    • 著者名/発表者名
      A.S.D.Sandanayaka.et al.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 35(10)

      ページ: 1188-1189

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoinduced intermolecular electron transfer and energy transfer of C_<60> dendrimers2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Araki.et al.
    • 雑誌名

      Comptes Rendus Chimie 9(7-8)

      ページ: 1014-1021

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation, Spectral, Electrochemical, and Photochemical Behavior of Zinc N-Confused Porphyrin Coordinated to Imidazole Functionalized Fullerene Dyads2006

    • 著者名/発表者名
      F.D'Souza.et al.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 45(13)

      ページ: 5057-5065

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electronic Interplay on Illuminated Aqueous Carbon Nanohorn-Porphyrin Ensembles2006

    • 著者名/発表者名
      G.Pagona et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 110(42)

      ページ: 25240-25250

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and Studies on Supramolecular Ferrocene-Porphyrin-Fullerene Constructs for Generating Long-Lived Charge Separated States2006

    • 著者名/発表者名
      F.D'Souza et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 110(50)

      ページ: 25240-25250

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Syntheses of [60]fullerene and N, N-bis(4-biphenyl) aniline-tethered rotaxane : Photoinduced electron-transfer processes via singlet and triplet states of [60]fullerene2005

    • 著者名/発表者名
      A.S.D.Sandanayaka et al.
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 78・6

      ページ: 1008-1017

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Efficient Photoreduction Process of [Ru_3(μ_3-O)(μ-CH_3CO_2)_6L_3]^+ by Electron-Mediation via the Viologen Dication by Excitation of a Zinc Porphyrin2005

    • 著者名/発表者名
      Mitsunari Itou et al.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 44・23

      ページ: 8581-8586

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and photoinduced intermolecular electronic acceptor ability of pyrazolo[60] fullerenes vs tetrathiafulvalene2005

    • 著者名/発表者名
      Juan Luis Delgado et al.
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 78・8

      ページ: 1500-1507

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Supramolecular porphyrin-fullerene via 'two-point' binding strategy : Axial-coordination and cation-crown ether complexation2005

    • 著者名/発表者名
      Francis D'Souza et al.
    • 雑誌名

      Chemical Communications 10

      ページ: 1279-1281

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of axial ligation or p-p-type interactions on photochemical charge stabilization in "two-point" bound supramolecular porphyrin-fullerene conjugates2005

    • 著者名/発表者名
      Francis D'Souza et al.
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal 11・15

      ページ: 4416-4428

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoinduced electron transfer in supramolecular systems of fullerenes functionalized with ligands capable of to zinc porphyrins and zinc phthalocyanines2005

    • 著者名/発表者名
      Francis D'Souza et al.
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews 249・13-14

      ページ: 1410-1422

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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