機能性発現を指向した新しい球状π電子系の創製

• 研究課題/領域番号: 22750039
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 有機化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 村田 理尚 京都大学, 化学研究所, 助教 (30447932)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2010年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: フラーレン / 構造有機化学 / 有機薄膜太陽電池 / 電子受容材料 / 有機半導体 / PCBM / バルクヘテロ接合 / モルフォロジー / ダンベル型フラーレン / 光電変換 / 1,2-付加体 / バルクヘテロジャンクション / アクセプター材料 / n型材料 / リチウムアセチリド

研究概要

フラーレンC_60のσ骨格を変換することにより、LUMO準位が制御された開口C_60誘導体を合成した。これらの誘導体を電子供与材料であるポリチオフェン誘導体P3HTと混合して薄膜を作製し、これを活性層とした有機薄膜太陽電池の特性を評価した。その結果、最も高いLUMO準位をもつ開口C_60誘導体を用いた素子が、代表的な電子受容材料であるPCBMを用いた素子より約20%高い開放電圧を示すことがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Modification of the σ-framework of [60]fullerene for bulk-heterojunction solar cells (2011)
  • 著者名/発表者名: 村田理尚
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 47巻 号: 26 ページ: 7335-7337
  • DOI: 10.1039/c1cc12406d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of σ-Framework of[60]Fullerene for Bulk-Heterojunction Solar Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Murata, Y.Morinaka, Y.Murata, O.Yoshikawa, T.Sagawa, S.Yoshikawa
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 47 ページ: 7335-7337
  • NAID: 120004225593
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: A. J. Horsewill1, S. Rols, M. R. Johnson, Y. Murata, M. Murata, K. Komatsu, M. Carravetta, S. Mamone, M. H. Levitt, J. Y.-C. Chen, J. A. Johnson, X. Lei, and N. J. Turro
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 82(8) 号: 8 ページ: 81410-81410
  • DOI: 10.1103/physrevb.82.081410
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Magnetic Switch for Spin Catalyzed Interconversion of Nuclear Spin Isomers (2010)
  • 著者名/発表者名: Li, Y.; Lei, X.; Jockusch, S.; Chen, J. Y.-C.; Frunzi, M.; Johnson, J. A. ; Lawler, R. G.; Murata, Y.; Murata, M.; Komatsu, K.; Turro, N
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 号: 12 ページ: 4042-4043
  • DOI: 10.1021/ja910282p
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murata, Y. Morinaka, K. Kurotobi, K. Komatsu, and Y. Murata
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 39(3) 号: 3 ページ: 298-299
  • DOI: 10.1246/cl.2010.298
  • NAID: 10027178725
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Morinaka, F. Tanabe, M. Murata, Y. Murata and K. Komatsu
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 46 号: 25 ページ: 4532-4534
  • DOI: 10.1039/c0cc00113a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Surgery toward Organic Synthesis of Endohedral Fullerenes (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murata, Y. Murata, K. Komatsu
  • 雑誌名: Chemistry of anocarbons ページ: 215-237
• [雑誌論文] Reaction of Cage-Opened Fullerene Derivative with Grignard Reagents and Subsequent Transannular Cyclization (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Murata, Y.Morinaka, K.Kurotobi, K.Komatsu, Y.Murata
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 39 ページ: 298-299
  • NAID: 10027178725
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational Synthesis, Enrichment, and 13C NMR Spectra of Endohedral C60 and C70 Encapsulating a Helium Atom (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Morinaka, F.Tanabe, M.Murata, Y.Murata, K.Komatsu
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 46 ページ: 4532-4534
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inelastic neutron scattering of a quantum translatorrotator encapsulated in a closed fullerene cage : Isotope effects and translation-rotation coupling in H2@C60 and HD@C60 (2010)
  • 著者名/発表者名: A.J.Horsewill, S.Rols, M.R.Johnson, Y.Murata, M.Murata, K.Komatsu, M.Carravetta, S.Mamone, M.H.Levitt, J.Y.-C.Chen, J.A.Johnson, X.Lei, N.J.Turro
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Magnetic Switch for Spin-Catalyzed Interconversion of Nuclear Spin Isomers (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Li, X.Lei, S.Jockusch, J.Y.-C.Chen, M.Frunzi, J.A.Johnson, R.G.Lawler, Y.Murata, M.Murata, K.Komatsu, N.J.Turro
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 132 ページ: 4042-4043
  • 査読あり
• [学会発表] 有機色素の直結したアザフラーレンの合成と光物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村田理尚・勝谷郷史・村田靖次郎・大久保敬・福住俊一
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] 17員環開口部をもつ新規フラーレン誘導体の合成と性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井悠子・村田理尚・黒飛敬・若宮淳志・村田靖次郎
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] ダンベル型フラーレン誘導体の合成と光電変換特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 登政博・村田理尚・若宮淳志・佐川尚・吉川暹・村田靖次郎
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] 17員環開口部をもつ新規フラーレン誘導体の合成と性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井悠子, 村田理尚, 黒飛敬, 若宮淳志, 村田靖次郎
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] 有機色素の直結したアザフラーレンの合成と光物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村田理尚, 勝谷郷史, 村田靖次郎, 大久保敬, 福住俊一
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] ダンベル型フラーレン誘導体の合成と光電変換特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 登政博, 村田理尚, 若宮淳志, 佐川尚, 吉川暹, 村田靖次郎
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] リチウムアセチリドを用いた1, 2-フラーレン誘導体の合成と有機太陽電池特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 登政博・村田理尚・森中裕太・若宮淳志・佐川尚・吉川暹・村田靖次郎
  • 学会等名: 第22回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] BODIPY-アザフラーレン連結分子の合成と物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝谷郷史・村田理尚・村田靖次郎・大久保敬・福住俊一
  • 学会等名: 第22回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] Spherical Aromaticity of Fullerene Dianions Studied with Endohedral Dihydrogen as NMR Probe (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nobori, M. Murata, Y. Murata
  • 学会等名: 第41回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] Synthesis and Properties of Azafullerene-BODIPY Dyads (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Murata, S. Katsuya, Y. Murata, K. Ohkubo, and S. Fukuzumi
  • 学会等名: 14th International Symposium on Novel Aromatic Compounds(ISNA-14)
  • 発表場所: Eugene, Oregon, USA
• [学会発表] Modification of theσ-Framework of[60] Fullerene for Bulk-heterojunction Solar Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Morinaka, M. Murata, Y. Murata, O. Yoshikawa, T. Sagawa, and S. Yoshikawa
  • 学会等名: 14th International Symposium on Novel Aromatic Compounds(ISNA-14)
  • 発表場所: Eugene, Oregon, USA
• [学会発表] アルキニル[60]フラーレン誘導体の合成と有機太陽電池への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 登政博・村田理尚・森中裕太・若宮淳志・佐川尚・吉川暹・村田靖次郎
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
• [学会発表] BODIPY-アザフラーレン連結分子の合成と物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝谷郷史・村田理尚・村田靖次郎
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
• [学会発表] σ骨格が変換されたC60誘導体の有機薄膜太陽電池特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森中裕太・村田理尚・村田靖次郎・吉川整・佐川尚・吉川暹
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
• [学会発表] Transformation ofσ-Framework of[60] Fullerene for Bulk Hetero-Junction SolarCells (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Murata, Y. Morinaka, Y. Murata, O. Yoshikawa, T. Sagawa, and S. Yoshikawa
  • 学会等名: 第1回統合物質国際シンポジウム
  • 発表場所: 北海道
• [学会発表] LUMO準位を制御した開口C60誘導体の合成と有機薄膜太陽電池への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森中裕太, 村田理尚, 村田靖次郎, 吉川整, 佐川尚, 吉川暹
  • 学会等名: CREST有機太陽電池シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] Synthesis and Properties of Azafullerene-BODIPY Dyads (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Murata, S.Katsuya, Y.Murata, K.Ohkubo, S.Fukuzumi
  • 学会等名: 14th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-14)
  • 発表場所: Eugene, Oregon, USA
• [学会発表] Modification of the σ-Framework of [60]Fullerene for Bulk-heterojunction Solar Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Morinaka, M.Murata, Y.Murata, O.Yoshikawa, T.Sagawa, S.Yoshikawa
  • 学会等名: 14th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-14)
  • 発表場所: Eugene, Oregon, USA
• [学会発表] 内包水素分子をNMRプローブとするフラーレン二価アニオン種の芳香族性に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 登政博, 村田理尚, 村田靖次郎
  • 学会等名: 第41回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] リチウムアセチリドを用いた1,2-フラーレン誘導体の合成と有機薄膜太陽電池特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 登政博, 村田理尚, 森中裕太, 若宮淳志, 佐川尚, 吉川暹, 村田靖次郎
  • 学会等名: 第22回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] BODIPY-アザフラーレン連結分子の合成と物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝谷郷史, 村田理尚, 村田靖次郎, 大久保敬, 福住俊一
  • 学会等名: 第22回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Reaction of Cage-opened Fullerene Derivative with Grignard Reagents and Subsequent Transannular Cyclization (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Morinaka, M. Murata, K. Kurotobi, K. Komatsu, Y. Murata
  • 学会等名: The 2010International Chemical Congress of Pacific Basin Societies(Pacifichem)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
• [学会発表] Molecular Surgery of Fullerenes and Development of New Acceptors for Organic Photovoltaic Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murata, Y. Morinaka, Y. Murata, O. Yoshikawa, T. Sagawa, and S. Yoshikawa
  • 学会等名: Japan-Taiwan Joint Symposium on Innovative Synthesis for New Materials Chemistry
  • 発表場所: Kyoto University
• [学会発表] 開口フラーレンの構造変換と有機薄膜太陽電池への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森中裕太・村田理尚・村田靖次郎・吉川整・佐川尚・吉川暹
  • 学会等名: 第21回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 内包水素分子をNMRプローブとするフラーレンC70の磁気的性質に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 登政博・村田理尚・小松紘一・村田靖次郎
  • 学会等名: 第21回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] アザフラレニルカチオンのピロールへの求電子置換反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝谷郷史・村田理尚・村田靖次郎
  • 学会等名: 第21回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 古屋大学
• [学会発表] フラーレンの分子手術と有機薄膜太陽電池への展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村田理尚・森中裕太・登政博・村田靖次郎・小松紘一・吉川整・佐川尚・吉川暹
  • 学会等名: CREST有機太陽電池シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 開口C60誘導体のLUMO準位制御ならびに有機薄膜太陽電池への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森中裕太、村田理尚、村田靖次郎、吉川整、佐川尚、吉川暹
  • 学会等名: 第39回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] アザフラレニルカチオンのピロールへの求電子置換反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝谷郷史、村田理尚、村田靖次郎
  • 学会等名: 第21回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Molecular Surgery of Fullerenes and Development of New Acceptors for Organic Photovoltaic Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Murata
  • 学会等名: Japan-Taiwan Joint Symposium on Innovative Synthesis for New Materials Chemistry
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] Reaction of Cage-opened Fullerene Derivative with Grignard Reagents and Subsequent Transannular Cyclization (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Morinaka, M.Murata, K.Kurotobi, K.Komatsu, Y.Murata
  • 学会等名: Pacifichem2010
  • 発表場所: 京都大学
• [図書] Chemistry of Nanocarbons (F.Wudl, S.Nagase, T.Akasaka, Eds.) (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Murata, Y.Murata, K.Komatsu
  • 出版者: Wiley-Blackwell, Oxford
• [図書] Organic Nanomaterials(Torres T, Bottari G, Eds.)
  • 著者名/発表者名: M.Murata, Y.Murata, K.Komatsu
  • 出版者: Wiley-Blackwell(印刷中)
• [備考]
  • URL: http://rdb.kuicr.kyoto-u.ac.jp/researchers/view/murata+michihisa