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集積度において限界が予見される固体素子の次の世代を担うものとして、分子素子が期待を集めている。本研究では、各種の分子機能のうち光応答機能に着目し、光機能性分子システムを対象とした材料設計を行う。本年度はその最適化材料設計を目的とし、高効率光誘起電子移動クロモファ-分子の設計を行った。
ポルフィリン間の光誘起電子移動反能は、光合成反応中心の電荷分離機能の中心的役割を担うものであり、その人工的システムへの応用は重要である。特に、ポルフィリン会合体は、電荷分離の高効率化を達成するための重要な要素であると考えられる。本研究では、電子供与性亜鉛ポルフィリンを励起色素分子として、電子受容性金ポルフィリンをアクセプタ-として用いて、基底状態および励起状態における分子会合と、電子移動および電荷分離について検討した。
本研究で用いたポルフィリンは、静電的相互作用による高分子マトリックス内への固定により材料化が可能であり、また、高分子マトリックスによる電子移動特性の制御も可能である。さらに、色素、高分子マトリックス複合体上に、導電性高分子による導電性パタ-ンを光反応により構築する方法を確立しており、分子のもつ光機能と電子移動機能の複合化材料設計が可能である。今後これらの結果をふまえ、光機能分子システムの材料設計を推進する。
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