| 研究領域 | π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
17H05153
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
理工系
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
中野 義明 京都大学, 理学研究科, 助教 (60402757)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
|
|---|
| キーワード | 分子性固体 / 超分子化学 / ヨウ素結合 / 相転移 / 熱電材料 / 廃熱利用 / 分子性導体 / 分子磁性 / 陽イオンラジカル塩 / 熱電特性 |
|---|
| 研究実績の概要 |
ヨウ素結合を利用した新規π電子システムについて、主に以下の成果を得た。
（1）(EDO-TTF-I)2ClO4の相転移機構：ヨウ素結合能を有するEDO-TTF-I分子からなる(EDO-TTF-I)2ClO4について、300 Kから5 Kまでの広い温度領域に及ぶX線構造解析とそれに基づくバンド計算を行い、構造、電子状態の変化について検討した。EDO-TTF-I分子の積層方向の重なり積分に着目すると、190 K以上では結晶学的に1種類の2量体が形成されていたが、190 K以下で2種類の2量体に変化し、さらに温度が下がるにつれて徐々に2種類の2量体から4量体へと変化していくことが分かった。また、190 K以下では4量体の内側と外側のEDO-TTF-I分子のHOMOのエネルギー差が増大していき、4量体の内側のEDO-TTF-I分子のHOMOのエネルギーが高くなる、すなわちよりイオン的になることを示唆する結果を得た。この温度領域のEDO-TTF-I分子とClO4陰イオンとのヨウ素結合に着目すると、4量体の内側のEDO-TTF-I分子とClO4陰イオンとのヨウ素結合が強くなる、すなわち、4量体の内側のEDO-TTF-I分子上の正電荷を安定化するようにヨウ素結合が働いていることが分かった。一方、190 K以上で実効的にハーフフィルドとなっているモット絶縁体的なバンド構造は、190 K以下で半金属的なバンド構造に変化し、さらに温度低下に伴って徐々にバンド絶縁体へと変化していくことが分かった。以上より、本相転移ではヨウ素結合を媒介として、分子内・分子間の自由度が協同的に働いていることが明らかになった。
（2）I2BTBT分子の合成と構造：既知の合成法を見直し、BTBTを鉄触媒存在下、臭素で臭素化してジブロモ体Br2BTBTを得た後、ヨウ化銅、ヨウ化ナトリウムでヨウ素化することによりジヨード体I2BTBTを得ることに成功した。X線構造解析の結果、I2BTBTはBr2BTBTと同形であったが、ヨウ素化により融点が高くなっており分子間相互作用が増大したと考えられる。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
