| 研究領域 | 高密度共役の科学：電子共役概念の変革と電子物性をつなぐ |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05866
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
酒巻 大輔 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60722741)
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| 研究分担者 |
清水 大貴 京都大学, 工学研究科, 助教 (10845019)
春田 直毅 京都大学, 福井謙一記念研究センター, 特定助教 (90784009)
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| 研究期間 (年度) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| キーワード | フタロシアニン / 二量化 / 分子間力 / 分散力 / アザアセン / πスタック |
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| 研究実績の概要 |
前年度に引き続き，周縁部に８枚のピラー状の平面π共役骨格を置換したフタロシアニンの会合挙動と結晶構造に関する検討をおこなった。本年度の主な成果は以下の通りである。１）ピラーとしてジアザペンタセンを導入したフタロシアニンの二量体は，溶液中においてH会合のため短波長シフトした650 nm付近のQ体に加えて，700 nmから1100 nmにかけて低エネルギー側の吸収帯を有することがわかっていた。しかしながら，二量体の分子サイズの大きさから，理論計算による吸収帯の帰属はおこなえていなかった。今回，研究分担者と共同することで，二量体の時間依存密度汎関数法計算に成功し，この吸収帯がフタロシアニン外周部に存在するピラーによる円筒状πスタックに分布した分子軌道から中央のフタロシアニン上の分子軌道への遷移であることが明らかになった。また，モノマーにおいては外周部のπスタックが円筒状に連結していないため，この吸収が存在しないことがわかった。２）ピラーとしてジアザペンタセンより短い共役骨格を導入したフタロシアニンを種々合成し，その会合挙動について検討した。ピラーとして，ジアザペンタセンのベンゼン環を２つ減らしたジヒドロフェナジンおよび種々置換基を導入したカルバゾールを採用した。いずれを導入したフタロシアニンも，ジアザペンタセン体と比較して会合能は低下しており，現在のところ固体中で会合した結晶構造は確認できていないが，溶液中において会合挙動を示すものを見出すことに成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ピラーとしてジアザペンタセンを導入したフタロシアニン二量体に特徴的な近赤外領域の吸収帯が、外周部の円筒状πスタックサーキットに由来する遷移であることを理論的に示すことに成功したため。また、ジアザペンタセン以外のピラーを有するフタロシアニン類の合成方法についても進展が得られたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
ジアザペンタセンを導入したフタロシアニン二量体について、化学酸化または電解酸化によってカチオンラジカルを発生させ、その構造および電子的性質の解明を目指す。特に、電荷移動塩の単結晶作成を行い、X線結晶構造解析による構造解析を目指す。また、二量体の励起状態において励起子または電荷分離状態がどのように分布するのかについても検討する。
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