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当該研究では昨年度に引き続き、ヘテロ元素を主体とした典型元素錯体特有の構造を共役系高分子内に構築し、従来の炭素骨格では実現困難であった機能性高分子材料の創出を目的としている。最終年度においても2つのテーマについて大きな成果を得ることができたので、以下に記載する。
1．非対称湾曲配位構造を利用した高輝度固体発光性高分子・キャリア輸送材料の創出
アゾ構造（N=N）のホウ素錯体化に由来する非対称湾曲配位構造では、溶液において消光し、固体では発光性が回復するという刺激応答性が観測されていた。本研究成果では、その影響を詳細に明らかにするため、アゾ構造を1つおよび2つ有する縮環構造を合成し、光物性を調査した。その結果、アゾ構造を1つ有する錯体は湾曲による構造変化が大きく溶液で消光するのに対し、アゾ構造を2つ有する場合は共役長の拡張により湾曲による構造変化が抑制され、溶液状態で発光性を示すことが分かった。さらに、2つのアゾ構造により拡張された共役系は近赤外領域に高効率固体発光性を示すことが分かった。本研究により、共役系の拡張が溶液・固体状態の双方による近赤外発光体化に有効であり、共役系高分子化が発光性の発現に有効であることを明確にすることができた。
2. 五配位構造を利用した狭バンドギャップ化と六配位化によるスイッチング効果の検討
14族高周期元素であるスズを導入した縮環型アゾベンゼン錯体を共役系高分子化することで、近赤外吸収・発光高分子を合成することができた。炭素を主体とした従来型の共役系高分子では黄色～橙色発光が限界であるのに対し、同種の構造をヘテロ元素で置き換え、超原子価結合を利用することで近赤外化を実現した。本研究成果により、超原子価結合と共役系拡張は共同的に狭いエネルギーギャップ化に寄与し、炭素骨格のみでは到達困難な近赤外領域へのアプローチを容易にすることが分かった。
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