| 研究課題/領域番号 |
20H02567
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
梅山 有和 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (30378806)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
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| キーワード | 二硫化モリブデン / アンチモネン / ビスムテン / 共有結合修飾 / ピレン / エクシプレックス発光 / 電子移動 / エネルギー移動 / 原子層材料 / 二硫化タングステン / CT発光 / 固相反応 / ボールミル / 化学修飾 / 光エネルギー変換 / マレイミド / フラーレン / エキシプレックス / マイクロ波過渡電動度 / エクシプレックス / 光電変換 / 光触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
二硫化モリブデン（MoS2）やアンチモネンなど、無機元素からなる二次元シート状ナノ構造を有する半導体材料が現在注目を集めている。本研究では、それらのナノシート半導体材料の表面にピレンやポルフィリンなどの有機光機能性分子を共有結合連結した、光機能化ナノシート半導体材料を創出する。それらの構造と光物性の相関を明らかにすることで、光誘起電子移動およびエネルギー移動過程を支配する化学的学理の基盤を構築する。それにより、水分解水素発生反応光触媒や有機系太陽電池などの光エネルギー変換系への応用に向け、光機能化ナノシート半導体材料のポテンシャルを最大化する。
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| 研究成果の概要 |
原子層材料に対し、共有結合あるいは非共有結合による化学修飾を施すことで光機能化を行なった。MoS2ナノシートに対しては、ボールミルによる固相反応を利用して、ピレンやアントラセンを共有結合修飾した。その発光スペクトル測定では、高極性溶媒中で長波長シフトを示すエクシプレックス発光が観察された。また、ビスムテンナノシート表面をフラーレンで非共有結合修飾した複合体を形成した。マイクロ波過渡伝導度測定から、フラーレンからビスムテンへの光誘起エネルギー移動が効率よく起こることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二硫化モリブデン（MoS2）や、アンチモネン、ビスムテンなど、半導体原子層材料の有する特異的な物性を活用する研究が現在大きな注目を集めている。半導体原子層材料の種々の素子材料としての応用を加速するためには、溶媒中での凝集の抑制や諸物性のチューニングが重要となる。本研究では、半導体原子層材料の共有結合および非共有結合により、それらを達成した。とりわけ、MoS2ナノシートとピレンの間で高発光性のエクシプレックスが形成するという興味深い光物性を見出した。
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