自己組織化を利用した金属クラスター錯体の配列制御に基づく新奇ナノ材料の創製

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15293
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 齋藤 典生 東京理科大学, 工学部工業化学科, 助教 (20822456)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: メタルクラスター / 配位子置換 / 結晶構造 / 有機シラン化合物 / 対称中心

研究成果の概要

八面体型モリブデンクラスター ([Mo6Xi8Xa6]2－; Xはハロゲン)の配位子や対カチオン置換を用いて有機無機複合結晶を合成し、(a) 結晶構造の高次構造化や (b) 対称性制御に基づく新奇機能の開発を目的とした。特に、(a) 有機シラン修飾ホスフィンオキシド配位子をXaサイトに置換した+4価のカチオン性クラスターを合成し、それらが連結したナノ構造体を作製した。また、(b) 対カチオンをメチルアンモニウム (CH3NH3+)に置換したメタルクラスター結晶を作製し、それらが対称中心のない極性結晶であることを明らかにした。

自由記述の分野

工学系科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で作製したメタルクラスターは、加水分解や脱水縮合反応を用いて、クラスター同士が連結した三次元状ナノ構造体の作製や、酸化物表面への固定化が可能であり、ナノ構造体を形成する構造素子として利用できる。また、CH3NH3+を用いたカチオン交換で作製したクラスター化合物は、第二次高調波発生や圧電性を発揮しうる極性結晶であり、作製プロセスや成形加工の容易さの観点から既存セラミックスにない利点がある。今後、上記の特性を活用した材料創製を展開することで、メタルクラスターの応用範囲の大幅な拡大に繋がると考えている。