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ガス分子により駆動される金属錯体薄膜の革新的磁気特性変換

研究課題

研究課題/領域番号 18K14232
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

吉田 将己  北海道大学, 理学研究院, 助教 (20712293)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード錯体化学 / 刺激応答性材料 / スピン状態 / 電子状態 / 薄膜
研究成果の概要

刺激応答性分子の開発は、分子科学に基づくナノ材料開発の重要な基盤研究である。本課題では、蒸気分子やガス分子との接触により駆動するメモリー・デバイス材料への展開を見据え、蒸気やガスで色調と磁気的性質とを連動して変化させるニッケル(II)錯体の創製を目指した。その結果、①磁気測定やX線分光などからニッケル(II)錯体の配位子場強度が蒸気応答性に及ぼす影響の比較検討に成功した。また、②異種金属配位高分子を用いることで、蒸気によって二段階色調変化と磁気的相互作用の同時変調にも成功した。これらの成果は、分子科学に立脚した機能性材料を開発する上で重要な知見を与えるものと期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

外部刺激により色や物性を変化させる刺激応答材料はスマート材料とも呼ばれ、温度計や湿度センサーなどのセンサー材料からディスプレイ・スマートウインドウなどの光電子材料まで幅広い分野で注目されている。一方、これまでガスや蒸気により色を変化させる材料は数多く報告されているものの、この色変化と磁性や伝導性などの固体物性を連動させた例が少なく、その応用をセンサーのみに限定する結果となっていた。本研究で得られた成果は、このような蒸気やガスによる色と磁性の連動変換を達成するための設計指針を提供するものであり、新奇な機能性材料・デバイス材料を開発するうえで重要な知見を与えるものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (29件) (うち国際共著 2件、 査読あり 29件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Cooperative phenomenon of vapochromism and proton conduction of luminescent Pt(ii) complexes for the visualisation of proton conductivity2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Imada Shin-ichiro、Wang Dongjin、Nagao Yuki、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 225 ページ: 184-196

    • DOI

      10.1039/d0fd00001a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vapochromic behaviour of a nickel(II)-quinonoid complex with dimensional changes between 1D and higher2021

    • 著者名/発表者名
      Yano Ryota、Yoshida Masaki、Tsunenari Takahiro、Sato-Tomita Ayana、Nozawa Shunsuke、Iida Youhei、Matsunaga Noriaki、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 印刷中 号: 25 ページ: 8696-8703

    • DOI

      10.1039/d1dt00269d

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aromatic <i>versus</i> Aliphatic α-Diimine Ligands in Heteroleptic Copper(I) Emitters: Photophysical and Electrochemical Properties2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Masaki、Yanagida Sae、Saito Daisuke、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 36 号: 1 ページ: 67-73

    • DOI

      10.2116/analsci.19SAP07

    • NAID

      130007783921

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2020-01-10
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photosensitizing ruthenium(ii)?dye multilayers: photoinduced charge separation and back electron transfer suppression2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Nobutaka、Kobayashi Atsushi、Genno Wataru、Okubo Takashi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Sustainable Energy & Fuels

      巻: 4 号: 7 ページ: 3450-3457

    • DOI

      10.1039/d0se00151a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Thermal Synthesis of Cu(I) Coordination Polymers That Exhibit Thermally Activated Delayed Fluorescence2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Ehara Tomoka、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 59 号: 14 ページ: 9511-9520

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c00341

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intense Red-Blue Luminescence Based on Superfine Control of Metal-Metal Interactions for Self-Assembled Platinum(II) Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      D. Saito, T. Ogawa, M. Yoshida, J. Takayama, S. Hiura, A. Murayama, A. Kobayashi, M. Kato
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 号: 42 ページ: 18723-18730

    • DOI

      10.1002/anie.202008383

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid-liquid interface-promoted formation of a porous molecular crystal based on a luminescent platinum(ii) complex2020

    • 著者名/発表者名
      Kimura Mari、Yoshida Masaki、Fujii Sho、Miura Atsushi、Ueno Kosei、Shigeta Yasuhiro、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 85 ページ: 12989-12992

    • DOI

      10.1039/d0cc04164e

    • NAID

      120007168164

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Photocatalytic Activity for Hydrogen Production by Surface Modification of Pt‐TiO 2 Nanoparticles with a Double Layer of Photosensitizers2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Nobutaka、Kobayashi Atsushi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 26 号: 70 ページ: 16939-16946

    • DOI

      10.1002/chem.202003990

    • NAID

      120007165391

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vapochromic luminescence of a spin-coated copper(i) complex thin film by the direct coordination of vapour molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Kondo Sae、Yoshimura Nobutaka、Yoshida Masaki、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 49 号: 46 ページ: 16946-16953

    • DOI

      10.1039/d0dt03167d

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bright Luminescent Platinum(II)‐biaryl Emitters Synthesized Without Air‐sensitive Reagents2020

    • 著者名/発表者名
      Wakasugi Chuei、Yoshida Masaki、Sameera W. M. C.、Shigeta Yasuhiro、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 26 号: 24 ページ: 5449-5458

    • DOI

      10.1002/chem.201905821

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cation-controlled luminescence behavior of anionic cyclometalated platinum(II) complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews

      巻: 408 ページ: 213194-213194

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2020.213194

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphorescence properties of anionic cyclometalated platinum(II) complexes with fluorine-substituted tridentate diphenylpyridine in the solid state2020

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Tomohiro、Sameera W.M.C.、Yoshida Masaki、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 739 ページ: 137024-137024

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2019.137024

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vapochromic luminescent proton conductors: switchable vapochromism and proton conduction of luminescent Pt(ii) complexes with proton-exchangeable sites2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Imada Shin-ichiro、Shigeta Yasuhiro、Nagao Yuki、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 7 号: 47 ページ: 14923-14931

    • DOI

      10.1039/c9tc04944d

    • NAID

      120006943563

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast and stable vapochromic response induced through nanocrystal formation of a luminescent platinum(II) complex on periodic mesoporous organosilica2019

    • 著者名/発表者名
      Matsukawa Hiroki、Yoshida Masaki、Tsunenari Takahiro、Nozawa Shunsuke、Sato-Tomita Ayana、Maegawa Yoshifumi、Inagaki Shinji、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 15151-15151

    • DOI

      10.1038/s41598-019-51615-w

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Systematic Study on the Double-Layered Photosensitizing Dye Structure on the Surface of Pt-Cocatalyst-Loaded TiO2 Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Nobutaka、Kobayashi Atsushi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 92 号: 11 ページ: 1793-1800

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190164

    • NAID

      130007745817

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insight into the Origin of Competitive Emission of Copper(I) Complexes Bearing Diimine and Diphosphine Ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Yanagida Sae、Yoshida Masaki、Sameera W. M. C.、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 92 号: 10 ページ: 1684-1693

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190128

    • NAID

      130007728629

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surfactant-assisted synthesis of large Cu-BTC MOF single crystals and their potential utilization as photodetectors2019

    • 著者名/発表者名
      Sun Yu、Amsler Maximilian、Goedecker Stefan、Caravella Alessio、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 21 号: 26 ページ: 3948-3953

    • DOI

      10.1039/c9ce00440h

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability Tuning of Vapor-Adsorbed State of Vapochromic Pt(II) Complex by Introduction of Chiral Moiety2019

    • 著者名/発表者名
      Shigeta Yasuhiro、Kobayashi Atsushi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 11 ページ: 7385-7392

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b00533

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Triplatinum Redox-chromophore for a Post-synthetic Color-tunable Electrochromic System2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Masaki、Shitama Hotaka、Sameera W. M. C.、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 印刷中 号: 32 ページ: 7669-7678

    • DOI

      10.1002/chem.201900713

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Solvent-Free Thermal Synthesis of Luminescent Cu(I) Coordination Polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Fujii Momoko、Shigeta Yasuhiro、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 7 ページ: 4456-4464

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b03641

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Step Vapochromic Luminescence of Proton-Conductive Coordination Polymers Composed of Ru(II)-Metalloligands and Lanthanide Cations2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Shimizu Kenki、Watanabe Ayako、Nagao Yuki、Yoshimura Nobutaka、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 4 ページ: 2413-2421

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b02928

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Chirality of Counter Anions on the Vapochromic Behavior of Luminescent PtII Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Shigeta Yasuhiro、Kobayashi Atsushi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: 2019 号: 7 ページ: 1011-1017

    • DOI

      10.1002/ejic.201801453

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of pyridyl anchoring groups at the surfaces of Ru(II)-dye-sensitized TiO2 nanoparticles on photocatalytic oxygen evolution2019

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hiroki、Kobayashi Atsushi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 369 ページ: 189-194

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2018.10.019

    • NAID

      120006952007

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphorescence Properties of Discrete Platinum(II) Complex Anions Bearing N-Heterocyclic Carbenes in the Solid State2018

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Tomohiro、Sameera W. M. C.、Saito Daisuke、Yoshida Masaki、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 22 ページ: 14086-14096

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b01654

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic hydrogen evolution driven by platinated CdS nanorods with a hexacyanidoruthenate redox mediator2018

    • 著者名/発表者名
      Kitano Hirotsugu、Kobayashi Atsushi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Sustainable Energy & Fuels

      巻: 2 号: 12 ページ: 2609-2615

    • DOI

      10.1039/c8se00201k

    • NAID

      120006769948

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanochromic Switching between Delayed Fluorescence and Phosphorescence of Luminescent Coordination Polymers Composed of Dinuclear Copper(I) Iodide Rhombic Cores2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Yoshida Yuya、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 55 ページ: 14750-14759

    • DOI

      10.1002/chem.201802532

    • NAID

      120006727596

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of the Molecular Orientation of an Iridium(III)-Heteroleptic Photosensitizer Immobilized on TiO2 Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Watanabe Shuhei、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 1 号: 6 ページ: 2882-2890

    • DOI

      10.1021/acsaem.8b00538

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Engineering of Vapochromic Porous Crystals Composed of Pt(II)-Diimine Luminophores for Vapor-History Sensors2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeta Yasuhiro、Kobayashi Atsushi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 18 号: 6 ページ: 3419-3427

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.8b00130

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvent-Free Thermal Synthesis of Luminescent Dinuclear Cu(I) Complexes with Triarylphosphines2018

    • 著者名/発表者名
      Liang Panyi、Kobayashi Atsushi、Sameera W. M. C.、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 10 ページ: 5929-5938

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b00439

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 刺激応答性金属錯体に対する合目的な設計指針の確立と開拓2021

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液液界面を利用した多孔性白金(II)錯体結晶の創製と発光特性制御2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己、木村 真理、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      2020年web光化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Control of Crystal Polymorph and Luminescence of a Cyclometalated Pt(II) Complex at Liquid/liquid Interface2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己、木村 真理、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Triple-decker Platinum Complex for Post-synthetic Color-tunable Electrochromic Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Hotaka Shitama, W. M. C. Sameera, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      The 15th Nanjing University-Hokkaido University-NIMS Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Facile Synthesis and Photophysical Properties of Strongly Luminescent Pt(II)-biaryl Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Chuei Wakasugi, W. M. C. Sameera, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      7th Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 各種ジイミン配位子を有する銅(I)ジホスフィン錯体の溶液内挙動に対する電気化学的検討2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己、柳田 沙瑛、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Robust Triplatinum Redox-chromophore for a Post-synthetic Color-tunable Electrochromic System2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Hotaka Shitama, W. M. C. Sameera, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Soft Crystals
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vapor-Triggered Spin Switching in the Solid-state Coupled with Reversible Color Change in a Nickel(II)-Quinonoid Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Paramita Kar, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      The 6th Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications”
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photophysical Properties of Luminescent Pt(II) Complexes Having a Substituted Dicarbanionic Ligand2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己、若杉 宙泳、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Methanol-Triggered Vapochromism Coupled with Solid-State Spin Switching in a Nickel(II)-Quinonoid Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Paramita Kar, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Langkawi 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電気化学測定による銅(I)ジイミン・ジホスフィン錯体の酸化還元特性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己、柳田 沙瑛、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A Triple-decker platinum complex for post-synthetically color-tunable electrochromic systems2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Hotaka Shitama, W. M. C. Sameera, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジカルボアニオン型配位子を有する白金(II)錯体の合成と光物性2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己、若杉 宙泳、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2018年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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