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炭素の同素体は高い対称性と特徴的なバンド構造を有しており、非常に興味深い物質群であるにもかかわらず、構造制御やキャリアドープの難しさから研究対象が限られてしまっていた。本研究では、グラフェンや理論的に予測されたK4炭素といったsp2炭素が作る炭素同素体の構造を、炭素原子の代わりに構造制御や価数制御に利点を有する分子を用いて構築する方法論の開拓と、それによって得られる構造の物性探索を行っている。具体的には、種々のトリプチセン誘導体の合成を行い、それらの中性種および酸化還元種の結晶作成を行い、得られた結晶構造の電子バンド構造をもとに、結晶への電気化学的もしくは化学的にキャリアのドープを行い、結晶構造に基づく特異な伝導性や磁性などの発現を目指す。
当該年度においては、分子を用いて炭素同素体構造の等構造を構築する方法論の確立という目的を達成するため、分子軌道計算の結果や既報分子の情報をもとにして構造制御および価数制御に適切な分子設計による物質開拓を行った。具体的には、電子供与性骨格を有し、分子サイズの異なる新規トリプチセン誘導体の合成を行い、電気化学特性など基礎的な物性測定を行った。電気化学測定からいずれの分子も電子供与性を有することが確かめられたので、得られた分子の中性体および酸化種の塩の結晶作成も進め、種々のラジカル塩を得ている。本成果は、今後進める物性開拓の土台となるものであり研究の最終目的達成のため意義のある成果である。
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