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2018 年度 実績報告書

K4分子結晶化学の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K13977
研究機関名古屋大学

研究代表者

阿波賀 邦夫  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (10202772)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードハニカム格子 / 有機ラジカル / 結晶構造 / ディラックコーン / フラットバンド
研究実績の概要

今年度は、π平面の法線ベクトルが3方向を向いたp-トリプチセンベンゾキノン(p-TT)に着目し、このラジカルアニオン塩の結晶化を行った。p-TTの電子アクセプター性を調べるため、CV測定を行ったところ、良好なアクセプター性分子であることが確認され、また、p-TTの三つの等価なπ平面同士が電子的に相互作用していることが分かった。次に、p-TTを種々の還元剤および電解質を用いて化学的、電気化学的に還元することにより、ラジカルアニオン塩の結晶化を試みた。その結果、アルカリ金属をカウンターカチオンとした条件において金属光沢をもつ赤色固体が得られ、板状結晶のLi塩および角柱状結晶のRb塩について単結晶構造解析を行った。Li塩およびRb塩いずれの結晶構造においてもTTとの3:1塩であり、TTの結合長からTTのトリラジカルトリアニオン種が生成していることが分かった。Rb3TT結晶(hexagonal P6/m)では、ラジカル間の強い分子間相互作用および特徴的な分子構造を反映して、TTはハニカム状の二次元構造を形成しており、この層間にカチオン層を挟んだ層状構造を形成していた。ハニカム格子内の直径約6Åの細孔は、層間で上下に重なっており、一次元のチャネル構造を形成していた。この構造をもとにバンド計算を行ったところ、価電子帯と伝導体に大きなギャップをもつ半導体あるいは絶縁体の挙動が予想された。しかしながら、両バンドにはグラフェンと同様なDirac Coneが存在し、グラフェンのような等電子構造を分子でつくるという当初の目的が達成された。さらに、両バンドには、分散の全くフラットバンドが含まれている。これはグラフェンにはない電子構造で、TTのフロンティア軌道が縮重していることに起因していると考えられる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] エジンバラ大学/Imperial College London(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      エジンバラ大学/Imperial College London
  • [国際共同研究] Seoul National University/The Catholic University of Korea(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Seoul National University/The Catholic University of Korea
  • [雑誌論文] Nanopore-induced host?guest charge transfer phenomena in a metal?organic framework2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto S.、Pirillo J.、Hijikata Y.、Zhang Z.、Awaga K.
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 ページ: 3282~3289

    • DOI

      10.1039/C7SC05390H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Air Exposure on Photocarrier Generation in Amorphous and Phase II Thin Films of Titanyl Phthalocyanine2018

    • 著者名/発表者名
      Eguchi Keitaro、Imai Yoshiaki、Matsushita Michio M.、Awaga Kunio
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 ページ: 7731~7736

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b00290

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inter-molecule interaction for magnetic property of vanadyl tetrakis(thiadiazole) porphyrazine film on Au(1?1?1)2018

    • 著者名/発表者名
      Hou Jie、Wang Yu、Eguchi Keitaro、Nanjo Chihiro、Takaoka Tsuyoshi、Sainoo Yasuyuki、Awaga Kunio、Komeda Tadahiro
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 440 ページ: 16~19

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2018.01.001

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Quantum Spin Liquid State in Organic Hyper-Kagome Lattice of Mott Dimers2019

    • 著者名/発表者名
      阿波賀 邦夫
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Template Effects on Porphyrazine Thin Films toward Application to Organic Electronics2018

    • 著者名/発表者名
      K. Awaga, C. Nanjo and K. Eguchi
    • 学会等名
      Template Effects on Porphyrazine Thin Films toward Application to Organic Electronics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spin Liquid States in Spin-Frustrated Systems of Organic Radicals2018

    • 著者名/発表者名
      K. Awaga
    • 学会等名
      ICM2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 物性化学研究室

    • URL

      http://advmat.chem.nagoya-u.ac.jp/

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公開日: 2019-12-27  

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