軌道縮重系多環芳香族炭化水素分子を利用した高次機能性分子集合体の創成

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04139
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 吉田 幸大 京都大学, 理学研究科, 特定准教授 (10378870)
• 研究分担者: 前里 光彦 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60324604) ; 岸田 英夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40311633)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 多環芳香族炭化水素 / 軌道縮重 / 超伝導 / スピンフラストレーション / 非線形光学応答 / 超分子ローター / π-d相互作用 / 電荷移動

研究実績の概要

磁性イオンを含むコロネン陽イオンラジカル塩(coronene)(FeBr4)を電解酸化法により開発した。+1価コロネン分子は積層構造を形成しており、半導体的ではあるが高い伝導性を示した。この塩は、FeBr4陰イオン由来の反強磁性転移（TN = 5.4 K）を示す。結晶構造データをもとに分子間交換相互作用を計算した結果、コロネン陽イオン…FeBr4陰イオン間のπ-d相互作用がこの磁気秩序の一因であることを見出した。FeBr4陰イオンの代わりに陰イオンFeCl4陰イオンを用いた場合には、5:2塩(coronene)5(FeCl4)2が得られた。
多環芳香族炭化水素（PAH）系における光励起状態の準位構造と分子構造の関係について系統的な知見を得ることを目的に、PAH膜状試料の電場変調分光測定を行った。今年度は、コロネン分子をポリマーゲル中に孤立分散させた膜を作製し、電場変調吸収測定を行った。π共役が拡張したt-ブチル置換ヘキサ-peri-ヘキサベンゾコロネンについては、PMMAに分散させて電場変調吸収測定を行った。前年度までに測定済みの低対称ベンゾ[ghi]ペリレンの結果と合わせて解析を行った結果、電場変調吸収スペクトルは離散準位モデルによって再現され、一光子遷移禁制準位の位置を特定することができた。これにより、分子サイズと一光子遷移禁制準位の位置の相関を明らかにした。

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。

研究成果

• [国際共同研究] Goethe-Universitat/Universitat Stuttgart(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Goethe-Universitat/Universitat Stuttgart
• [国際共同研究] University of Zagreb(クロアチア)
  • 国名: クロアチア
  • 外国機関名: University of Zagreb
• [雑誌論文] Hall Effect Study of the κ-(ET)2X Family: Evidence for Mott-Anderson Localization (2019)
  • 著者名/発表者名: Culo M.、Tafra E.、Mihaljevic B.、Basletic M.、Kuvezdic M.、Ivek T.、Hamzic A.、Tomic S.、Hiramatsu T.、Yoshida Y.、Saito G.、Schlueter J. A.、Dressel M.、Korin-Hamzic B.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 99 ページ: 045114/1～10
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.99.045114
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Thermal Expansion Studies on the Spin-Liquid-Candidate System κ-(BEDT-TTF)2Ag2(CN)3 (2019)
  • 著者名/発表者名: Hartmann Steffi、Gati Elena、Yoshida Yukihiro、Saito Gunzi、Lang Michael
  • 雑誌名: physica status solidi (b) 巻: - ページ: 1800640～1800640
  • DOI: 10.1002/pssb.201800640
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Rational Design of Proton-Electron-Transfer System Based on Nickel Dithiolene Complexes with Pyrazine Skeletons (2019)
  • 著者名/発表者名: Kimura Yojiro、Hayashi Mikihiro、Yoshida Yukihiro、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 58 ページ: 3875～3880
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b03501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unprecedented Asymmetric Epoxidation of Isolated Carbon-Carbon Double Bonds by a Chiral Fluorous Fe(III) Salen Complex: Exploiting Fluorophilic Effect for Catalyst Design (2019)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Yuki、Obayashi Riho、Watanabe Yuki、Miyazaki Hiroki、Miyata Issei、Suzuki Yuta、Yoshida Yukihiro、Shioiri Takayuki、Matsugi Masato
  • 雑誌名: European Journal of Organic Chemistry 巻: 2019 ページ: 2401～2408
  • DOI: 10.1002/ejoc.201900146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial Substitution of Ag(I) for Cu(I) in Quantum Spin Liquid κ-(ET)2Cu2(CN)3, Where ET Is Bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Yukihiro、Maesato Mitsuhiko、Tomeno Shinya、Kimura Yojiro、Saito Gunzi、Nakamura Yuto、Kishida Hideo、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 58 ページ: 4820～4827
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b03251
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多環芳香族炭化水素分子を用いた電子機能性物質の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉田幸大
  • 雑誌名: 京都大学物性科学センター誌 巻: 34 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Drastic Rearrangement of Self-Assembled Hydrogen-Bonded Tapes in a Molecular Crystal (2018)
  • 著者名/発表者名: Donoshita Masaki、Hayashi Mikihiro、Ikeda Ryuichi、Yoshida Yukihiro、Morikawa Shota、Sugimoto Kunihisa、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 54 ページ: 8571～8574
  • DOI: 10.1039/c8cc04376k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Spin Liquids Unveil the Genuine Mott State (2018)
  • 著者名/発表者名: Pustogow A.、Bories M.、Lohle A.、Rosslhuber R.、Zhukova E.、Gorshunov B.、Tomic S.、Schlueter J. A.、Hubner R.、Hiramatsu T.、Yoshida Y.、Saito G.、Kato R.、Lee T.-H.、Dobrosavljevic V.、Fratini S.、Dressel M.
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 17 ページ: 773～777
  • DOI: 10.1038/s41563-018-0140-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Optical Evaluation of Electronic Anisotropy in a Triangular Lattice System κ-(BEDT-TTF)2B(CN)4 (2018)
  • 著者名/発表者名: Mizukoshi Kazushi、Nakamura Yuto、Yoshida Yukihiro、Saito Gunzi、Kishida Hideo
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 ページ: 104708～104708
  • DOI: 10.7566/JPSJ.87.104708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic Conduction in Metal-Organic Frameworks with Incorporated Ionic Liquids (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Yukihiro、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: ACS Sustainable Chemistry & Engineering 巻: 7 ページ: 70～81
  • DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b05552
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heavy interstitial hydrogen doping into SrTiO3 (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Ryo、Maesato Mitsuhiko、Yamamoto Takafumi、Kageyama Hiroshi、Terashima Takahito、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 54 ページ: 12439～12442
  • DOI: 10.1039/C8CC07021K
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Electronic State of Hydrogen in the α-Phase of the Hydrogen-Storage Material PdH(D)x: Does a Chemical Bond Between Palladium and Hydrogen Exist? (2018)
  • 著者名/発表者名: Dekura Shun、Kobayashi Hirokazu、Ikeda Ryuichi、Maesato Mitsuhiko、Yoshino Haruka、Ohba Masaaki、Ishimoto Takayoshi、Kawaguchi Shogo、Kubota Yoshiki、Yoshioka Satoru、Matsumura Syo、Sugiyama Takeharu、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 57 ページ: 9823～9827
  • DOI: 10.1002/anie.201805753
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高圧力での物性変化：絶縁体を超伝導へ (2018)
  • 著者名/発表者名: 前里光彦
  • 雑誌名: 化学と教育 巻: 66 ページ: 224～227
  • 査読あり
• [学会発表] Quantum spin liquid in an organic triangular-lattice with disorder free anion (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Tomeno, Y. Yoshida, A. Kiswandhi, M. Maesato, Y. Shimizu, H. Kitagawa
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] Proton conductivity of confined ammonia in metal-organic frameworks (2019)
  • 著者名/発表者名: D.-W. Lim, A. Shigematsu, T. Yamada, K. Otsubo, A. E. Khudozhitkov, A. G. Stepanov, D. I. Kolokolov, M. Maesato, H. Kitagawa
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] κ-(BEDT-TTF)2Ag2(CN)3の低波数ラマン散乱スペクトルII (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村優斗, 長屋宏樹, 平松孝章, 吉田幸大, 齋藤軍治, 岸田英夫
  • 学会等名: 日本物理学会第74回年次大会
• [学会発表] High pressure infrared study of a monomer Mott insulator (ET)Ag4(CN)5 (2019)
  • 著者名/発表者名: A. Kiswandhi, M. Maesato, S. Tomeno, Y. Yoshida, H. Okamura, Y. Ikemoto, H. Kishida, G. Saito, H. Kitagawa
  • 学会等名: 日本物理学会第74回年次大会
• [学会発表] 多孔性配位高分子-リチウム含有イオン液体複合体による超イオン伝導性発現 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉田幸大, 藤江和之, 池田龍一, 北川宏
  • 学会等名: 第12回分子科学討論会
• [学会発表] 二重水素結合鎖の大規模再配列に起因する2-ピロリドン-クロラニル酸錯体の相転移挙動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 堂ノ下将希, 林幹大, 池田龍一, 吉田幸大, 河口彰吾, 杉本邦久, 山村泰久, 齋藤一弥, 北川宏
  • 学会等名: 第12回分子科学討論会
• [学会発表] ニッケルジチオレン錯体を用いた縮退系中性ラジカル状態の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木村要二郎, 林幹大, 吉田幸大, 北川宏
  • 学会等名: 第12回分子科学討論会
• [学会発表] κ-(ET)2Cu[Au(CN)2]Clの低温物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 留野慎也, 吉田幸大, 前里光彦, 北川宏
  • 学会等名: 日本物理学会2018年秋季大会
• [学会発表] κ-(BEDT-TTF)2Ag2(CN)3の低波数ラマン散乱スペクトル (2018)
  • 著者名/発表者名: 長屋宏樹, 中村優斗, 平松孝章, 吉田幸大, 齋藤軍治, 岸田英夫
  • 学会等名: 日本物理学会2018年秋季大会
• [学会発表] High pressure investigation of Dirac semimetal candidate (ET)Ag4(CN)5 up to 14 GPa (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Kiswandhi, M. Maesato, S. Tomeno, Y. Yoshida, Y. Shimizu, P. Shahi, J. Gouchi, Y. Uwatoko, G. Saito, H. Kitagawa
  • 学会等名: 日本物理学会2018年秋季大会
• [学会発表] t-ブチル基により修飾された多環芳香族炭化水素ヘキサベンゾコロネンの電場変調吸収分光 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大橋亮介, 中村優斗, 吉田幸大, 北川宏, 岸田英夫
  • 学会等名: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] Spin Liquids and Superconductivity based on BEDT-TTF (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Maesato, S. Tomeno, Y. Kimura, Y. Yoshida, G. Saito, H. Kitagawa
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM)
  • 国際学会
• [学会発表] New Triangular Lattice BEDT-TTF Salt with Disorder-Free Anions (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Tomeno, Y. Yoshida, M. Maesato, H. Kitagawa
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM)
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis of A Degenerated Neutral Radical State based on Metal Dithiolene Complex (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, M. Hayashi, Y. Yoshida, M. Maesato, H. Kitagawa
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM)
  • 国際学会
• [学会発表] Artificial Control of Materials' Properties (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Maesato
  • 学会等名: International Conference on Advancement in Science & Technology (ICAST)
  • 国際学会 / 招待講演