超分子集積化による励起ダイナミクス制御と革新的光エネルギー変換機能発現

• 研究課題/領域番号: 26620159
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: エネルギー関連化学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 羽會部 卓 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70418698)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 分子集合体 / 光エネルギー変換

研究成果の概要

多環芳香族炭化水素 (PAH) は一般にp型半導体の性質を持ち、置換基導入によって自己組織的な集積構造の形成が可能である。このようなPAH誘導体にヘテロユニットを導入すると光および電子物性の制御が期待できる。そこで本研究では、代表的なPAHであるトリフェニレン を基盤として基本骨格にヘテロ原子や置換基の導入を行い、電気化学特性や励起ダイナミクスの制御に成功した。特に、TPh骨格に窒素原子およびトリイミドを縮環させたヘキサアザトリフェニレントリイミド (HAT-TIm) は優れたn型特性を示した。さらに、HAT-TImとポルフィリンと組み合わせた超分子型光エネルギー変換系(CT錯体）へ展開した。

研究成果

• [国際共同研究] Tampere University of Technology(Finland)
• [雑誌論文] Photoinduced Processes of Supramolecular Nanoarrays Composed of Porphyrin and Benzo[ghi]perylenetriimide Units through Triple Hydrogen Bonds with One-Dimensional Columnar Phases (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo K et al.
  • 雑誌名: CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL 巻: 11 号: 4 ページ: 613-624
  • DOI: 10.1002/asia.201501367
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Long-Lived Triplet Excited States of Bent-Shaped Pentacene Dimers by Intramolecular Singlet Fission (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Sakuma, H. Sakai, Y. Araki, T. Mori, T. Wada, N. V. Tkachenko, T. Hasobe
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 120 号: 11 ページ: 1867-1875
  • DOI: 10.1021/acs.jpca.6b00988
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Coronenetetraimide-Centered Cruciform Pentamers Containing Multiporphyrin Units: Synthesis and Sequential Photoinduced Energy- and Electron-Transfer Dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo K et al.
  • 雑誌名: CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 巻: 21 号: 31 ページ: 11196-11205
  • DOI: 10.1002/chem.201500766
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ultrafast photoinduced electron transfer in face-to-face charge-transfer π-complexes of planar porphyrins and hexaazatriphenylene derivatives (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Hasobe et al
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 6 号: 2 ページ: 1498-1509
  • DOI: 10.1039/c4sc02787f
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supramolecular photovoltaic cells utilizing inclusion complexes composed of Li+@C60 and cyclic porphyrin dimers (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Hasobe et al
  • 雑誌名: J. Porphyrins Phthalocyanines 巻: 19 号: 01-03 ページ: 242-250
  • DOI: 10.1142/s1088424614501156
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Near-Infrared Photoelectrochemical Conversion via Photoinduced Charge Separation in Supramolecules of Anionic Phthalocyanines with Li+@C60 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawashima, Y.; Ohkubo, K.; Blas-Ferrando, M. V.; Sakai, H.; Font-Sanchis, E.; Ortiz J.; Fernandez-Lazaro, F.; Hasobe, T.; Sastre-Santos, A.; Fukuzumi, S.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: － 号: 24 ページ: 7690-7697
  • DOI: 10.1021/jp5123163
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photoelectrochemical Properties of Supramolecular Composites of an Anionic Zinc Chlorin and Li+@C60 on SnO2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo, K.; Kawashima, Y.; Mase, Kentaro; Sakai, H.; Hasobe, T.; Fukuzumi, S.
  • 雑誌名: J. Porphyrins Phthalocyanines 巻: 18 号: 10n11 ページ: 982-990
  • DOI: 10.1142/s1088424614500825
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 共有結合で連結したペリレンオリゴマーの合成と光物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒井 隼人・Tkachenko Nikolai・羽曾部 卓
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 京田辺キャンパス（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
  • 国際学会
• [学会発表] π電子集積構造の光機能化とエネルギー変換系への展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 羽曾部 卓
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 京田辺キャンパス（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] 含窒素ペリレン誘導体の 励起ダイナミクス制御と遷移金 属錯体への展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井隼人・徳尾宏吉・荒木保幸・ 坂上 知・和田健彦・竹延大志・ 羽曾部 卓
  • 学会等名: 第２６回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学（愛媛県・松山市）
  • 年月日: 2015-09-24
• [学会発表] Preparation and Photophysical Properties of Molecular Architectures Composed of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon and Porphyrin Derivatives (2015)
  • 著者名/発表者名: Taku Hasobe
  • 学会等名: 227th The electrochemical Society Center Meeting
  • 発表場所: Chicago (USA)
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光機能性超分子材料の励起ダイナミクス制御と応用展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 羽曾部 卓
  • 学会等名: 平成２６年度物質・デバイス領域共同研究拠点活動報告会
  • 発表場所: 九州大学 伊都キャンパス（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2015-04-20
  • 招待講演
• [学会発表] Supramolecular Nanoarchitectures of Porphyrin Derivatives for Solar Energy Conversion and Molecular Electronics (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hasobe
  • 学会等名: 9th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-9)
  • 発表場所: イスタンブール（トルコ）
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Photophysical and Electrochemical Properties of Functionalized Benzo[ghi]perylene and Coronene Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hasobe
  • 学会等名: 225th ECS Center Meeting
  • 発表場所: オーランド（米国）
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-15
  • 招待講演