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ジピリン金属錯体分子科学・低次元系の新展開:高次光機能の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 17H03028
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 無機化学
研究機関東北大学 (2019, 2021)
京都大学 (2018)
東京大学 (2017)

研究代表者

坂本 良太  東北大学, 理学研究科, 教授 (80453843)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワードジピリン / 亜鉛 / 金属錯体 / 光物性 / ナノシート / ナノワイヤ / 分子低次元系 / ジチオレン / 光機能分子 / 光機能 / 低次元系 / 太陽電池 / 円偏光発光
研究成果の概要

ジピリンは2つのピロール環がメチンにより連結された平面分子である.発達したπ電子系と1π-π*遷移に基づく強い光吸収を特徴とする.脱プロトン化により1価の二座アニオン性配位子として機能し,様々な金属イオンと自発的に錯形成しビス(ジピリナト)金属(II)錯体などの中性錯体を生成する.本研究ではらせん構造・非対称構造を有するジピリン金属錯体ナノワイヤを合成した.前者では円偏光発光の増強に成功した.一方,後者においては光電変換波長の拡張を達成するとともに,発光量子収率の増大,ワイヤ内高速励起子移動の存在とその実証の新規方法論を発見・提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では,ジピリン金属ナノワイヤを用いた独創的・革新的な光機能性分子・ナノ材料を創製した.具体的には,応用面・社会面からの要請も大きい円偏光発光(CPL)および光電変換能を有するナノワイヤを構築した.CPL物質は3次元ディスプレイ・セキュリティーペイント・光通信など,次世代の高度光材料として期待される.一方,光電変換はエネルギー問題解決の有力な解決策の一つに数えられている.今後の社会実装が期待される成果を得た.学術的には,ワイヤ内励起子移動の新しい実証法を提案した点に重要性が存在する.

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 7件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 図書 (3件)

  • [国際共同研究] Hong Kong Polytechnic University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Universitaet Bremen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bremen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Two-Dimensional Metal?Organic Framework Acts as a Hydrogen Evolution Cocatalyst for Overall Photocatalytic Water Splitting2022

    • 著者名/発表者名
      Guan Jingyan、Pal Tigmansu、Kamiya Kazuhide、Fukui Naoya、Maeda Hiroaki、Sato Tetsu、Suzuki Hajime、Tomita Osamu、Nishihara Hiroshi、Abe Ryu、Sakamoto Ryota
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 12 号: 7 ページ: 3881-3889

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c05889

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 新しい物質群「3Dカーボン構造体」の創成2022

    • 著者名/発表者名
      坂本良太,仁科勇太,神谷和秀,西原洋知,生越友樹
    • 雑誌名

      化学

      巻: 77 ページ: 29-33

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] ’Click’ conjugated porous polymer nanofilm with a large domain size created by a liquid/liquid interfacial protocol2020

    • 著者名/発表者名
      J. Komeda, R. Shiotsuki, A. Rapakousiou, R. Sakamoto, R. Toyoda, K. Iwase, M. Tsuji, K. Kamiya, H. Nishihara
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 56 号: 25 ページ: 3677-3680

    • DOI

      10.1039/d0cc00360c

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Carbon-rich materials with three-dimensional ordering at the angstrom level2020

    • 著者名/発表者名
      Fa Shixin、Yamamoto Masanori、Nishihara Hirotomo、Sakamoto Ryota、Kamiya Kazuhide、Nishina Yuta、Ogoshi Tomoki
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 11 号: 23 ページ: 5866-5873

    • DOI

      10.1039/d0sc02422h

    • NAID

      120006958098

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interfacial Transmetallation Synthesis of Platinadithiolene Nanosheet as a Potential 2D Topological Insulator2019

    • 著者名/発表者名
      T. Pal, S. Doi, H. Maeda, K. Wada, C. M. Tan, N. Fukui, R. Sakamoto, S. Tsuneyuki, S. Sasaki, H. Nishihara
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 10 号: 20 ページ: 5218-5225

    • DOI

      10.1039/c9sc01144g

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrochromic triphenylamine-based cobalt(II) complex nanosheets2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Liu, R. Sakamoto, C.-H. Ho, H. Nishihara, W.-Y. R. Wong
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 7 号: 30 ページ: 9159-9166

    • DOI

      10.1039/c9tc02257k

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tri‐ and Tetranuclear Metal‐String Complexes with Metallophilic d <sup>10</sup> ?d <sup>10</sup> Interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Olaru Marian、K?gel Julius F.、Aoki Risa、Sakamoto Ryota、Nishihara Hiroshi、Lork Enno、Mebs Stefan、Vogt Matthias、Beckmann Jens
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 26 号: 1 ページ: 275-284

    • DOI

      10.1002/chem.201904106

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Accelerating World of Graphdiynes2019

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Ryota、Fukui Naoya、Maeda Hiroaki、Matsuoka Ryota、Toyoda Ryojun、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 31 号: 42 ページ: 1804211-1804211

    • DOI

      10.1002/adma.201804211

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分子性ナノシートの新展開2019

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太、西原 寛
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 72 ページ: 344-346

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 高分子重合により合成可能な2次元カーボン:グラフィジイン2019

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太、西原 寛
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 68 ページ: 303-304

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Aurophilicity and Photoluminescence of (6-Diphenylpnicogenoacenaphth-5-yl)gold Compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Do Truong Giang、Hupf Emanuel、Lork Enno、Koegel Julius F.、Mohr Fabian、Brown Alex、Toyoda Ryojun、Sakamoto Ryota、Nishihara Hiroshi、Mebs Stefan、Beckmann Jens
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: 2019 号: 5 ページ: 647-659

    • DOI

      10.1002/ejic.201801190

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A single-stranded coordination copolymer affords heterostructure observation and photoluminescence intensification2019

    • 著者名/発表者名
      Ryojun Toyoda, Ryota Sakamoto, Naoya Fukui, Ryota Matsuoka, Mizuho Tsuchiya, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Sci. Adv.

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1126/sciadv.aau0637

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Expansion of the Graphdiyne Family: A Triphenylene-Cored Analogue2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Ryota、Toyoda Ryojun、Shiotsuki Ryo、Fukui Naoya、Wada Keisuke、Maeda Hiroaki、Sakamoto Ryota、Sasaki Sono、Masunaga Hiroyasu、Nagashio Kosuke、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 10 号: 3 ページ: 2730-2733

    • DOI

      10.1021/acsami.8b00743

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A pyrazine-incorporated graphdiyne nanofilm as a metal-free electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction2018

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Ryota、Shiotsuki Ryo、Wada Keisuke、Fukui Naoya、Maeda Hiroaki、Komeda Joe、Sekine Ryosuke、Harano Koji、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 6 号: 44 ページ: 22189-22194

    • DOI

      10.1039/c8ta07347c

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional graphdiyne as a topological nodal-line semimetal2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Nomura, Tetsuro Habe, Ryota Sakamoto, Mikito Koshino
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 2 号: 5 ページ: 054204-054204

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.2.054204

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dibenzopyrrolo[1,2-a][1,8]naphthyridines: Synthesis and Structural Modification of Fluorescent L-Shaped Heteroarenes2017

    • 著者名/発表者名
      Tateno Kotaro、Ogawa Rie、Sakamoto Ryota、Tsuchiya Mizuho、Kutsumura Noriki、Otani Takashi、Ono Kosuke、Kawai Hidetoshi、Saito Takao
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 83 号: 2 ページ: 690-702

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b02674

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bis(dipyrrinato)zinc(II) Complex Chiroptical Wires: Exfoliation into Single Strands and Intensification of Circularly Polarized Luminescence2017

    • 著者名/発表者名
      Aoki Risa、Toyoda Ryojun、Koegel Julius F.、Sakamoto Ryota、Kumar Jatish、Kitagawa Yasutaka、Harano Koji、Kawai Tsuyoshi、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 号: 45 ページ: 16024-16027

    • DOI

      10.1021/jacs.7b07077

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] β-IminoBODIPY oligomers: facilely accessible π-conjugated luminescent BODIPY arrays2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Mizuho、Sakamoto Ryota、Shimada Masaki、Yamanoi Yoshinori、Hattori Yohei、Sugimoto Kunihisa、Nishibori Eiji、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 54 ページ: 7509-7512

    • DOI

      10.1039/c7cc03279j

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coordination nanosheets (CONASHs): strategies, structures and functions2017

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Ryota、Takada Kenji、Pal Tigmansu、Maeda Hiroaki、Kambe Tetsuya、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 43 ページ: 5781-5801

    • DOI

      10.1039/c7cc00810d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分子性ナノシート・ナノワイヤの新展開2021

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      第245 回有機エレクトロニクス材料研究会 「トポロジカル絶縁体」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子低次元物質の新展開2020

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting Onlineー 超分子ポリマーの進化形 ー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光機能性ナノワイヤ・ナノシート2019

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規ナノカーボン「グラフィジイン」の精密合成2019

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      第46回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Creation of functional molecule-based nanosheets2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Chromogenic Materials and Devices
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bottom-up synthesis of functional molecule-based nanosheets2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials (IWEPNM 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photofunctional Bis(dipyrrinato)zinc(II) Coordination Nanosheets2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      2017 NEA Symposium of Emerging Materials Innovation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Functional Nanomaterials. Synthesis, Properties and Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Eds. W.-Y. Wong and Q. Dong
    • 総ページ数
      500
    • 出版者
      WILEY-VCH
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] ポストグラフェン材料の創製と用途開発最前線2020

    • 著者名/発表者名
      柚原 淳司 監修
    • 総ページ数
      448
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860436575
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] グラフェンから広がる二次元物質の新技術と応用2020

    • 著者名/発表者名
      吾郷 浩樹、齋藤理一郎 監修
    • 総ページ数
      558
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860436636
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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