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本研究では機能性分子同士のパイ共役系を繋ぐことで従来にない新しい材料に繋がる化合物の合成を目指した。まず、三次元光記録材料を視野に、高い二光子吸収能を持つフォトクロミック分子の合成を行った。パイ共役系フォトクロミック分子としてペリナフトチオインジゴを用い、二光子吸収能を上げるためにエチニレンによってポルフィリンと連結させた。二つのペリナフトチオインジゴをポルフィリンに導入することで従来化合物より大きな二光子吸収断面積を有することが期待される。
また紫外部に強発光を示すカルバゾールを用いてブタジインで連結したオリゴマーを合成した。直鎖状オリゴマーと環状オリゴマーを合成し、光特性を比較した結果、環状化効果見られ、環状４量体で最も強い青色発光を示した。環形成によって通常もたらされるパイ共役系の拡張による長波長シフト以外からのアプローチにより、DFT計算の結果と合わせて強発光材料を設計するうえでの新たな指針が得られた。
またエレクトロクロミック材料のスペクトル変化をDFT計算から解明した。酸化反応に伴うスペクトル変化の原因は、1電子を失うことによりHOMO-LUMOエネルギーが減少し、それによって長波長シフトしたためと結論付けた。
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