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2006 年度 研究成果報告書概要

光機能性分子組織体の構築と界面物性制御材料への展開

研究課題

研究課題/領域番号 14050026
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

瀬川 浩司  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50216511)

研究期間 (年度) 2001 – 2006
キーワード光機能 / 分子組織体 / ポルフィリン / J会合体 / スピン整列 / 太陽電池 / ナノ構造 / 分子間相互作用
研究概要

光機能界面の学理は、光エネルギー変換や光触媒の新展開を促進するとともに新しい機能性材料を創生する上で重要である。特に、異なる物質間に形成される界面では、ナノメートルスケールでの構造制御が物性と機能の発現に本質的重要性をもつ。本研究では、界面物性制御材料のひとつとして秩序配列したナノ構造をもつ分子系に着目し、光機能や電子的機能を発現する新しい分子組織体を構築しデバイスへと展開することを目的として、(1)ポルフィリンJ会合体のナノ構造制御による励起子制御材料の設計、(2)ポルフィリンアレイπラジカルのナノ構造制御によるスピン整列、(3)酸化チタン表面におけるJ会合体の形成と界面電子移動を利用したスピン機能材料の開発、(4)エネルギー貯蔵型色素増感太陽電池の開発、を行なった。まず、プロトン化した非水溶性ポルフィリン誘導体が界面で自己組織化しJ会合体を生じることを見出し、その会合構造や励起子相互作用の大きさに様々な変調を加えることを可能とした。また、J会合体ナノシートヘテロ積層膜を構築し、高効率励起エネルギー移動を観測した。一方、直結型ポルフィリンアレイのπラジカルを生成させ、多重項状態を実現した。これはナノ構造制御によるスピン間相互作用の変調が可能であることを示しており、分子磁性やスピン間相互作用を利用する機能材料を構築する上で重要である。さらに本研究では、エネルギー貯蔵型色素増感太陽電池の基本構造を開発した。出力安定性と低コストを実現する上で重要なブレークスルーであり、今後太陽電池の普及に寄与すると期待される。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2006 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (13件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Geometry and solvent-polarity dependences of the relaxation dynamics of the singlet excited state of center-to-edge phosphorus(V)porphyrin heterodimers2006

    • 著者名/発表者名
      K. Nagao, Y. Takeuchi, H. Segawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 110

      ページ: 5120-5126

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical switching behavior of azofunctionalized polymer liquid crystal/SiO_2 composite photonic crystal2006

    • 著者名/発表者名
      M. Moritsugu, S. N. Kim, T. Ogata, T. Nonaka, S. Kurihara, S. Kubo, H. Segawa, O. Sato
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 89

      ページ: 153131/1-153131/3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometry and solvent-polarity dependences of the relaxation dynamics of the singlet excited state of center-to-edge phosphorus(V) porphyrin heterodimers2006

    • 著者名/発表者名
      K. Nagao, Y. Takeuchi, H. Segawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 110

      ページ: 5120-5126

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Modulative magnetic interaction in π-diradicals of directly meso-linked porphyrin dimers2005

    • 著者名/発表者名
      J. Nakazaki, Y. Senshu, H. Segawa
    • 雑誌名

      Polyhedron 24

      ページ: 2538-2543

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin alignment of orthogonal π-radicals of directly meso-meso linked porphyrin dimer, trimer, and tetramer2005

    • 著者名/発表者名
      J. Nakazaki, Y. Senshu, D. Machida, H. Segawa
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 30

      ページ: 739-742

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of the optical properties of liquid crystal-infiltrated inverse opal structures using photo irradiation and/or an electric field2005

    • 著者名/発表者名
      S. Kubo, Z. -Z. Gu, K. Takahashi, A. Fujishima, H. Segawa, O. Sato
    • 雑誌名

      Chem. Mater. 17

      ページ: 2298-2309

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Axial ligand dependences of the relaxation dynamics of the singletexcited state of center-to-edge phosphorus(V)porphyrin heterodimers2005

    • 著者名/発表者名
      K. Nagao, H. Segawa
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 30

      ページ: 1239-1242

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulative magnetic interaction in Π-diradicals of directly meso-linked porphyrin dimers2005

    • 著者名/発表者名
      J. Nakazaki, Y. Senshu, H. Segawa
    • 雑誌名

      Polyhedron 24

      ページ: 2538-2543

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Spin alignment of orthogonal Π-radicals of directly meso-meso linked porphyrin dimer, trimer, and tetramer2005

    • 著者名/発表者名
      J. Nakazaki, Y. Senshu, D. Machida, H. Segawa
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 30

      ページ: 739-742

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Axial ligand dependences of the relaxation dynamics of the singlet excited state of center-to-edge phosphorus(V)porphyrin heterodimers2005

    • 著者名/発表者名
      K. Nagao, H. Segawa
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 30

      ページ: 1239-1242

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Triplet π-diradical dication of directly meso-β-linked porphyrin dimer2004

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa, Y. Senshu, J. Nakazaki, K. Susumu
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 126

      ページ: 1354-1355

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy-storable dye-sensitized solar cell with a polyp yrrole electrode2004

    • 著者名/発表者名
      H. Nagai, H. Segawa
    • 雑誌名

      Chem. Commun. 2004

      ページ: 974-975

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable photonic band gap crystals based on a liquid crystal-infiltrated inverse opal structure2004

    • 著者名/発表者名
      S. Kubo, Z. -Z. Gu, K. Takahashi, A. Fujishima, H. Segawa, O. Sato
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 126

      ページ: 8314-8319

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical determination of charge transfer direction of "center-to-edge" phosphorus(V)porphyrin arrays2004

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeuchi, K. Hirakawa, K. Susumu, H. Segawa
    • 雑誌名

      Electrochem. 72

      ページ: 449-451

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and properties of protonated water-insoluble porphyrin J-aggregates formed at liquid-liquid or gas-liquid interface2004

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa, S, Okada, N, Horikawa, J. Nakazaki
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 29

      ページ: 907-910

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Triplet Π-diradical dication of directly meso-β-linked porphyrin dimer2004

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa, Y. Senshu, J. Nakazaki, K. Susumu
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 126

      ページ: 1354-1355

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Energy-storable dye-sensitized solar cell with a polypyrrole electrode2004

    • 著者名/発表者名
      H. Nagai, H. Segawa
    • 雑誌名

      Chem. Commun. 2004

      ページ: 974-975

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Electrochemical determination of charge transfer direction of "center-to-edge" phosphorus(V) porphyrin arrays2004

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeuchi, K. Hirakawa, K. Susumu, H. Segawa
    • 雑誌名

      Electrochem. 72

      ページ: 449-451

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Structure and properties of protonated water-insoluble porphyrin J-aggregates formed at liquid-liquid or gas-liquid interface2004

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa, S, Okada,. N, Horikawa, J. Nakazaki
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 29

      ページ: 907-910

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Substituent-control exciton in J-aggregates of protonated water-insoluble porphyrins2003

    • 著者名/発表者名
      S. Okada, H. Segawa
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 125

      ページ: 2792-2796

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-resolved fluorescence study on liquid oligo(ethylene oxide)s : Coumarin 153 in poly(ethylene glycol)s and crown ethers2003

    • 著者名/発表者名
      H. Shirota, H. Segawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 107

      ページ: 3719-3727

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin alignment of orthogonal π-radicals of directly meso-linked porphyrin arrays2002

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa, D. Machida, Y. Senshu, J. Nakazaki, K. Hirakawa, F. Wu
    • 雑誌名

      Chem. Commun. 2002

      ページ: 3032-3033

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin alignment of orthogonal Π-radicals of directly meso-linked porphyrin arrays2002

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa, D. Machida, Y. Senshu, J. Nakazaki, K. Hirakawa, F. Wu
    • 雑誌名

      Chem. Commun. 2002

      ページ: 3032-3033

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Energy-storable dye・sensitized solar cell with a polypyrrole electrode(招待講演)2006

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa, H. Nagai, K. Nakagawa, Y. Saito
    • 学会等名
      Renewable Energy 2006
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20061000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Energy-storable dye-sensitized solar cell with a polypyrrole electrode (invited)2006

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa, H. Nagai, K. Nakagawa, Y. Saito
    • 学会等名
      Renewable Energy 2006
    • 発表場所
      Chiba
    • 年月日
      20061000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Control of Nano-Structure of Water-Insoluble Porphyrin J-Aggregate LBFilm (招待講演)2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Segawa
    • 学会等名
      First International Symposium on the Photofunctional Chemistry of Complex Systems
    • 発表場所
      コナ(ハワイ)
    • 年月日
      20051200
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Control of nano-structure of water-insoluble porphyrin J aggregate LB film (invited)2005

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa
    • 学会等名
      First International Symposium on the Photofunctional Chemistry of Complex Systems
    • 発表場所
      Kona (Hawaii)
    • 年月日
      20051200
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] ポルフィリンJ会合体ナノロッド・ナノシートの構造と光機能の計測(有)待講演)2005

    • 著者名/発表者名
      瀬川浩司
    • 学会等名
      日本化学会第85春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20050300
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Structure of porphyrin J-aggregates nano-rod, nano-sheet, and their photo-functions (invited)2005

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa
    • 学会等名
      85th Annual Meetings of Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      20050300
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] 色素増感太陽電池 〜光充電とエネルギー貯蔵技術を中心に〜(招待講演)2004

    • 著者名/発表者名
      瀬川浩司
    • 学会等名
      第57回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      山口
    • 年月日
      20040900
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] ポルフィリンJ会合体のナノ構造制御-ナノロッドからナノシートまで-(招待講演)2004

    • 著者名/発表者名
      瀬川浩司
    • 学会等名
      第54回錯体化学討論会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20040900
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Dye-sensitized solar cell : Photo-charging and energy storage technology (invited)2004

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa
    • 学会等名
      57th Symposium on Colloid and Interface Chemistry
    • 発表場所
      Yamaguchi
    • 年月日
      20040900
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Contorol of nano-structures of porphyrin J-aggregates : From nano-rod to nano-sheet (invited)2004

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa
    • 学会等名
      54th Symposium of Complex Chemistry
    • 発表場所
      Kumamoto
    • 年月日
      20040900
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Control of Nano-Structure of Artificial Porphyrin J・aggregates (招待講演)2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi. Segawa
    • 学会等名
      International Workshop on Supramolecular Nano-science of Chemically Programmed Pigments
    • 発表場所
      草津
    • 年月日
      20040600
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Control of nano-structure of artificial porphyrin J-aggregates (invited)2004

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa
    • 学会等名
      International Workshop on Supramolecular Nano-Science of Chemically Programmed Pigments
    • 発表場所
      Kusatsu
    • 年月日
      20040600
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Energy-storable dye-sensitized solar cell (invited)2003

    • 著者名/発表者名
      H. Segawa
    • 学会等名
      Photoelectrochemistry workshop 2003
    • 発表場所
      Naha
    • 年月日
      20031000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://dolphin.c.u-tokyo.ac.jp/~segawa/

  • [産業財産権] エネルギー貯蔵型色素増感太陽電池2004

    • 発明者名
      瀬川浩司, 中川慶一, 永井裕喜
    • 権利者名
      東京大学
    • 公開番号
      特開2006-172758特願2004-360270
    • 出願年月日
      2004-12-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

URL: 

公開日: 2010-06-09  

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