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光励起高スピンπラジカルのダイナミックスを利用したスピントロニクスへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 24350076
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 機能物質化学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

手木 芳男  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00180068)

研究分担者 廣津 昌和  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30312903)
伊藤 亮孝  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 助教 (20708060)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2013年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2012年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード光励起状態 / スピンダイナミックス / πラジカル / 光耐久性 / ペンタセン / 高スピン状態 / 原子価互変異性 / スピントロニクス / 励起状態ダイナミクス / ビラジカル / 発光挙動変化 / 高スピンπラジカル / 安定ラジカル / 励起高スピン状態 / スピン整列 / 時間分解ESR / LIESST
研究成果の概要

本研究課題で以下の代表的な成果が得られた。(1)ペンタセンに安定ラジカルを付加した系を合成し、光化学的性質と励起状態等を詳細に研究した結果、著しい光耐久性の向上(約1000倍の光耐久性の実現)と有機溶媒への溶解度の向上が同時に達成される事を見出した。(2)この光耐久性機構が、ラジカル付加により引き起こされる増強系間交差とスピン許容の経路の形成によるペンタセン部位の超高速・高効率な一重項⇒三重項スピン転換による事を明らかにした。今回見出した手法は、今後広く用いられる可能性がある。加えて、πラジカルの励起状態ダイナミックス、ラジカル配位子を有するCo錯体の原子価互変異性に関する知見が得られた。

報告書

(5件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Photostability enhancement of the pentacene derivative having two nitronyl nitroxide radical substituents2016

    • 著者名/発表者名
      A. Shimizu, A. Ito and Y. Teki
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 52 号: 14 ページ: 2889-2892

    • DOI

      10.1039/c5cc09481j

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorescence behaviour of an anthracene-BODIPY system affected by spin states of a dioxolene-cobalt centre2016

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, M. Hirotsu, A. Ito and Y. Teki
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 45 号: 25 ページ: 10165-10172

    • DOI

      10.1039/c6dt00864j

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin-pump-induced spin transport in a thermally evaporated pentacene film2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tani, Y. Teki and E. Shikoh
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 24 ページ: 242406

    • DOI

      10.1063/1.4938132

    • NAID

      120006349709

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019632

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Excited-State Dynamics of Pentacene Derivatives with Stable Radical Substituents2014

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, A. Shimizu, N. Kishida, Y. Kawanaka, D. Kosumi, H. Hashimoto, and Y. Teki
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 53 号: 26 ページ: 6715-6719

    • DOI

      10.1002/anie.201310291

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Magnetic Properties and Dynamic Behavior of Cobalt Complexes with an Anthracene Containing Dioxolene Ligand2014

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, M. Hirotsu, I. Kinoshita, and Y. Teki
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 43 号: 35 ページ: 13384-13391

    • DOI

      10.1039/c4dt01574f

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Using​ Stable​ Radicals​ To​ Protect​ Pentacene​ Derivatives​ from​ Photodegradation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawanaka, A. Shimizu, T. Shinada, R. Tanaka, Y. Teki
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. Engl.

      巻: 52 号: 26 ページ: 6643-6647

    • DOI

      10.1002/anie.201300595

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Dynamics on Photoexcited State of Functionality -Radical via Quantum-Mixed State: Theoretical Study of the Spin Polarized State Generation Using the Mechanism via Quantum-Mixed State2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Teki and T. Matsumoto
    • 雑誌名

      Synthetic Metals

      巻: 173 ページ: 35-39

    • DOI

      10.1016/j.synthmet.2012.12.005

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Dynamic Electron-Spin Polari-zation via the Doublet-Quartet Quantum Mixed State(II). Population Transfer and Magnetic Field Dependence the Quartet High Spin State2012

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto and Y. Teki
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: (accepted) 号: 29 ページ: 10178-10186

    • DOI

      10.1039/c2cp41121k

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design, synthesis, magnetic properties of a π-radical ligand with photo-excited high-spin state and its Fe(II) complex. The first stage of a new strategy for LIESST materials2012

    • 著者名/発表者名
      Katayama, Koichi
    • 雑誌名

      Dalton Transaction

      巻: 41 号: 43 ページ: 13465-13473

    • DOI

      10.1039/c2dt31831h

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 2つのニトロニルニトロキシドラジカル置換基の導入によるペンタセンの光耐久性の向上2016

    • 著者名/発表者名
      清水章皓,伊藤亮孝,手木芳男
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府・京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 過渡吸収分光法によるアントラセン-安定ラジカル誘導体の励起状態ダイナミクス2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 亮孝,樋下 万純,手木芳男
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府・京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photochemically-Stable Pentacene-Radical Derivatives toward Molecular Spintronics2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, A. Shimizu, Y. Kawanaka, D. Kosumi, H. Hashimoto, and Y. Teki
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photostability Enhancement of Pentacene Derivative by Introducing Radical Substituent2015

    • 著者名/発表者名
      A. Shimizu, A. Ito, and Y. Teki
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and valence tautomerism of cobalt complexes with a dioxolene ligand containing a π-conjugated system2015

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, M. Hirotsu, I. Kinoshita, and Y. Teki
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photochemical Stability of A Pentacene Derivative Having Two Radical Substituents2015

    • 著者名/発表者名
      A. Shimizu, A. Ito, and Y. Teki
    • 学会等名
      The 19th Osaka City University International Workshop on Advanced Molecular Materials Science
    • 発表場所
      Osaka City University, Japan
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and fluorescence behavior of cobalt complexes with a dioxolene ligand linked to an anthracene-BODIPY moiety2015

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, M. Hirotsu, I. Kinoshita, H. Nakajima, and Y. Teki
    • 学会等名
      The 19th Osaka City University International Workshop on Advanced Molecular Materials Science
    • 発表場所
      Osaka City University, Japan
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピン流の高感度検出を目指したEDMR測定系の構築2015

    • 著者名/発表者名
      樋下 万純, 仕幸 英治, 手木 芳男
    • 学会等名
      第54回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2015-11-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光耐久性の高いペンタセンーラジカル誘導体の創成およびその機構2015

    • 著者名/発表者名
      清水章皓,伊藤亮孝,小澄大輔,橋本秀樹,手木芳男
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 機能性部位連結ジオキソレン配位子を有するコバルト錯体の合成と性質2015

    • 著者名/発表者名
      片山晃一,廣津昌和,木下勇,中島洋,手木芳男
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] BODIPY-アントラセンを連結したジオキソレンコバルト錯体の合成と発光挙動2015

    • 著者名/発表者名
      片山晃一,廣津昌和,木下勇,中島洋,手木芳男
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Luminescence behavior and magnetic properties of cobalt complexes with a dioxolene ligand containing an anthracene-BODIPY unit2015

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama,M. Hirotsu,I. Kinoshita,H. Nakajima,and Y. Teki
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      Osaka City University, Japan
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Excited-state Spin Alignment and Spin Dynamics of Acene Derivative having Radical Components2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Teki
    • 学会等名
      Telluride Science Research Conference
    • 発表場所
      Telluride, USA
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規ペンタセン-ビラジカル誘導体の合成およびその光化学的性質2015

    • 著者名/発表者名
      清水章皓, 伊藤亮孝, 手木芳男
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] πラジカルの励起状態と励起スピンダイナミックスに関する最近の話題2014

    • 著者名/発表者名
      手木芳男
    • 学会等名
      九州大学公開講演会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Excited-State Spin Dynamics of π-Radicals and Possible Application toward Organic Spintronics2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Teki, A. Shimizu, N. Kishida, A. Ito, Y. Kawanaka, T. Matsumoto, D. Kosumi, and H. Hashimoto
    • 学会等名
      5th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors
    • 発表場所
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic Elucidation for Excited States of Pentacene–Radical Hybrids2014

    • 著者名/発表者名
      A. Shimizu, N. Kishida, A. Ito, Y. Kawanaka, D. Kosumi, H. Hashimoto, and Y. Teki
    • 学会等名
      5th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors
    • 発表場所
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Properties of Co Complexes with Anthracene Moiety2014

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, M. Hirotsu, I. Kinoshita, and Y. Teki
    • 学会等名
      5th International Meeting on Spin in Organic Semiconductors
    • 発表場所
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 希薄溶液状態のペンタセン-ラジカル誘導体における一重項分裂と励起状態ダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      清水章皓,岸田憲明,伊藤亮孝,小澄大輔,橋本秀樹,手木芳男
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 発光部位を有するカテコール誘導体を用いたコバルト錯体の合成と性質2014

    • 著者名/発表者名
      片山晃一,廣津昌和,木下勇,手木芳男
    • 学会等名
      錯体化学会第64回討論会
    • 発表場所
      中央大学(東京都八王子市)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafast Triplet Formation of Pentacene Moiety by Introducing Radical Substituents2014

    • 著者名/発表者名
      A. Shimizu, N. Kishida, A. Ito, D. Kosumi, H. Hashimoto, and Y. Teki
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Molecule-Based Magnets
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-07-05 – 2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Using Excited-State Spin Dynamics of π-Radical Toward Organic Spintronics2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Teki, A. Shimizu, N. Kishida, A. Ito, Y. Kawanaka, T. Matsumoto, Y. Takemoto, T. Shinada, D. Kosumi, and H. Hashimoto
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Molecule-Based Magnets
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-07-05 – 2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 安定ラジカル置換基を有するペンタセン誘導体の励起状態ダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      清水章皓、岸田憲明、伊藤亮孝、川中優輔、小澄大輔、橋本秀樹、手木芳男
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 三重結合を介して安定ラジカル置換基を導入した新規ペンタセン誘導体の合成とスピン特性2014

    • 著者名/発表者名
      樋下万純、清水章皓、伊藤亮孝、手木芳男
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 励起高スピン状態をとるペンタセン-安定ラジカル系の光化学的性質と磁気的性質2013

    • 著者名/発表者名
      清水章皓、川中優輔、手木芳男
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学琵琶湖草津キャンパス
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ペンタセン骨格を有する有機πラジカルの合成と物性 (III)2013

    • 著者名/発表者名
      川中優輔、清水章皓、手木芳男
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学琵琶湖草津キャンパス
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Photoprotection of Pentacene Derivatives Utilizing Excited-State Spin Dynamics2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Teki, A. Shimizu, N. Kishida, A. Ito, Y. Kawanaka, D. Kosumi, and H. Hashimoto
    • 学会等名
      The 7th Japanease-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai, Hyogo
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機ラジカルを用いたペンタセン誘導体の光に対する安定化とその機構2013

    • 著者名/発表者名
      清水章皓、岸田憲明、伊藤亮孝、川中優輔、小澄大輔、橋本秀樹、手木芳男
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ペンタセン-安定ラジカル誘導体の光防御機構と励起状態スピンダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      清水章皓、岸田憲明、伊藤亮孝、川中優輔、小澄大輔、橋本秀樹、手木芳男
    • 学会等名
      第52回電⼦子スピンサイエンス学会年年会
    • 発表場所
      浦和ロイヤルパインズホテル
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アントラセン連結カテコール配位子を有するコバルト錯体の合成と性質2013

    • 著者名/発表者名
      片山晃一、廣津昌和、木下勇、手木芳男
    • 学会等名
      錯体化学会第63回討論会
    • 発表場所
      琉球大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光励起高スピン状態をとるπ共役安定有機ラジカルを配位子をする錯体の合成と磁気的性質2012

    • 著者名/発表者名
      片山晃一、廣津昌和、木下勇、手木芳男
    • 学会等名
      第51回電子スピンサイエンス学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-11-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ペンタセン骨格を有する有機πラジカルの合成とその物性 (II)2012

    • 著者名/発表者名
      川中優輔、清水章皓、手木芳男
    • 学会等名
      第51回電子スピンサイエンス学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-11-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] LIVT挙動を示すCo単核錯体のESRによる研究 (3)2012

    • 著者名/発表者名
      田代惇、金川慎治、佐藤治、手木芳男
    • 学会等名
      第51回電子スピンサイエンス学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-11-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] π共役安定有機ラジカルを配位子とするコバルト錯体の合成と磁気的性質2012

    • 著者名/発表者名
      片山晃一、廣津昌和、木下勇、手木芳男
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] LIVT挙動を示すCo単核錯体のESRによる研究(2)2012

    • 著者名/発表者名
      田代惇、金川慎治、佐藤治、手木芳男
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ペンタセン骨格を有する有機πラジカルの合成とその物性 (I)2012

    • 著者名/発表者名
      川中優輔、清水章皓、手木芳男
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] CSJカレントレビュー「スピン化学が拓く分子磁性の新展開: 設計から機能化まで」2014

    • 著者名/発表者名
      手木芳男
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      日本化学会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 量子機能物質学研究室分子スピン科学グループ

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/chem/RKINOU/subMolSpin/subMolSpin.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 安定であるπ電子共役系化合物およびその製造方法2013

    • 発明者名
      手木芳男,品田哲郎,川中優輔,清水章皓
    • 権利者名
      大阪市立大学
    • 出願年月日
      2013-02-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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