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Photoinduced macroscopic polarization change with long-lived metastable state

研究課題

研究課題/領域番号 21K05085
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関九州大学

研究代表者

SU SHENGQUN  九州大学, 先導物質化学研究所, 学術研究員 (90817496)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードspin transition / electron transfer / magnetic change / polarization change / electric current / light / photoexcitation / charge transfer / ion displacement / photo effect
研究開始時の研究の概要

We propose an approach towards light-induced polarization switching in a single crystal of spin crossover complexes with light-induced excited spin-state trapping effect, in which long-lived metastable states with different polarization can be generated by direct excitation upon irradiation with suitable light. Moreover, we expect to identify the differences in the chemical and electronic structures between ground states and excited states for unraveling the mechanism of this process. This project will also pave the way towards highly efficient energy conversion from light to electricity.

研究成果の概要

励起状態から基底状態への緩和過程中に、電流出力とともに光誘起された巨視的な分極変化を実現するために。私たちは、極性Fe(II)スピンクロスオーバーコンプレックスを得ました。このコンプレックスはLIESST効果を示し、光励起後にFe(II)の28%が基底状態の低スピン状態から励起状態の高スピン状態に変化します。励起状態が基底状態に戻ると、電流が検出されます。その後、私たちは光照射に対応して、基底状態から励起状態への100%変換を持つ三核[Fe2Co]プルシャンブルー類似体を開発しました。このプロセス中に、出力電流が観測されました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

This study combined the photo-responsive molecular magnetic materials and polar molecular crystals realizing the conversion of light energy to electrical energy. It paves the way to develop opto-electric multifunctional materials, next generation memories and energy saving and conversion materials.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] Yangzhou University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Photo-induced valence tautomerism and polarization switching in mononuclear cobalt complexes with an enantiopure chiral ligand2024

    • 著者名/発表者名
      Xu Wen-Huang、Huang Yu-Bo、Zheng Wen-Wei、Su Sheng-Qun、Kanegawa Shinji、Wu Shu-Qi、Sato Osamu
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 53 号: 6 ページ: 2512-2516

    • DOI

      10.1039/d3dt03915c

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy conversion and storage via photoinduced polarization change in non-ferroelectric molecular [CoGa] crystals2023

    • 著者名/発表者名
      Sadhukhan Pritam、Wu Shu-Qi、Kanegawa Shinji、Su Sheng-Qun、Zhang Xiaopeng、Nakanishi Takumi、Long Jeremy Ian、Gao Kaige、Shimada Rintaro、Okajima Hajime、Sakamoto Akira、Chiappella Joy G.、Huzan Myron S.、Kroll Thomas、Sokaras Dimosthenis、Baker Michael L.、Sato Osamu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 3394-3394

    • DOI

      10.1038/s41467-023-39127-8

    • 関連する報告書
      2023 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] Electrically Detectable Photoinduced Polarization Switching in a Molecular Prussian Blue Analogue2023

    • 著者名/発表者名
      Huang Yu-Bo、Li Jun-Qiu、Xu Wen-Huang、Zheng Wenwei、Zhang Xiaopeng、Gao Kai-Ge、Ji Tianchi、Ikeda Taisuke、Nakanishi Takumi、Kanegawa Shinji、Wu Shu-Qi、Su Sheng-Qun、Sato Osamu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 146 号: 1 ページ: 201-209

    • DOI

      10.1021/jacs.3c07545

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Control of electronic polarization <i>via</i> charge ordering and electron transfer: electronic ferroelectrics and electronic pyroelectrics2023

    • 著者名/発表者名
      Su Sheng-Qun、Wu Shu-Qi、Kanegawa Shinji、Yamamoto Kaoru、Sato Osamu
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 14 号: 39 ページ: 10631-10643

    • DOI

      10.1039/d3sc03432a

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetoelectricity Enhanced by Electron Redistribution in a Spin Crossover [FeCo] Complex2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xiaopeng、Xu Wen-Huang、Zheng Wenwei、Su Sheng-Qun、Huang Yu-Bo、Shui Qirui、Ji Tianchi、Uematsu Mikoto、Chen Qian、Tokunaga Masashi、Gao Kaige、Okazawa Atsushi、Kanegawa Shinji、Wu Shu-Qi、Sato Osamu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 号: 29 ページ: 15647-15651

    • DOI

      10.1021/jacs.3c02977

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoinduced Persistent Polarization Change in a Spin Transition Crystal2022

    • 著者名/発表者名
      Su Sheng‐Qun、Wu Shu‐Qi、Huang Yu‐Bo、Xu Wen‐Huang、Gao Kai‐Ge、Okazawa Atsushi、Okajima Hajime、Sakamoto Akira、Kanegawa Shinji、Sato Osamu
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 号: 39

    • DOI

      10.1002/anie.202208771

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Macroscopic Polarization Change of Mononuclear Valence Tautomeric Cobalt Complexes Through the Use of Enantiopure Ligand2022

    • 著者名/発表者名
      Cheng Feng、Wu Shuqi、Zheng Wenwei、Su Shengqun、Nakanishi Takumi、Xu Wenhuang、Sadhukhan Pritam、Sejima Hibiki、Ikenaga Shimon、Yamamoto Kaoru、Gao Kaige、Kanegawa Shinji、Sato Osamu
    • 雑誌名

      Chemistry ? A European Journal

      巻: 28 号: 59

    • DOI

      10.1002/chem.202202161

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Photoinduced macroscopic polarization change in molecular crystals with magnetic transition2023

    • 著者名/発表者名
      Shengqun Su, Osamu Sato
    • 学会等名
      JSCC 73rd Annual Meeting (Ibaraki)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Photoinduced Persistent Polarization Change in a Spin Transition Crystal2022

    • 著者名/発表者名
      Su Sheng-Qun, Sato Osamu
    • 学会等名
      JSCC 72nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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