有機色素ナノ粒子の光エレクトロニクス物性と電子移動

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23750022
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 新潟大学 (2012-2013); 慶應義塾大学 (2011)
• 研究代表者: 三浦 智明 新潟大学, 自然科学系, 助教 (80582204)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 有機色素集合体 / 光誘起電子移動 / 水溶性アクセプター / 疎水性相互作用 / クーロン力

研究概要

次世代光機能性材料として注目されている有機色素ナノ集合体の光および電子的物性に関する基礎的な知見を得るために、電子供与性ポルフィリン‐電子受容性ナフタレンジイミド(NDI)との間の会合体形成および電子移動に関する研究を行った。水溶液中にてアニオン性NDIとカチオン性ポルフィリンとの間で10の5乗を超える高効率な会合定数が見いだされた。分子構造および環境場依存性から、会合体形成は主に疎水性相互作用によって引き起こされ、クーロン力の影響を強く受けていることが明らかとなった。また、分光研究から会合体中におけるピコ秒オーダー以上の高速電子移動および逆電子移動が明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Supramolecular Control of the Spin-Dependent Dynamics of Long-Lived Charge-Separated States at the Micellar Interface As Studied by Magnetic Field Effect (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Miura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 117 ページ: 6443-6454
• [雑誌論文] Electron Spin Polarization Transfer from Photogenerated Spin-Correlated Radical Pairs to a Stable Radical Observer Spin (2013)
  • 著者名/発表者名: M. T. Colvin, R. Carmieli, T. Miura, S. Richert, D. M. Gardner, A. L. Smeigh, S. M. Dyar, S. M. Conron, M. A. Ratner, M. R. Wasielewski
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 117 ページ: 5314-5325
• [学会発表] 水溶性ポルフィリンおよびナフタレンジイミド誘導体の会合体形成における溶媒環境場の効果と光誘起電子移動特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 望月皓・三浦智明・羽曾部卓
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 水溶液中におけるポルフィリン及びナフタレンジイミド誘導体の高効率超分子会合体形成機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 望月皓・三浦智明・羽曾部卓
  • 学会等名: 第24回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130905-07
• [学会発表] Supramolecular Control of Spin-Dependent Electron Transfer Dynamics in Micellar Supercages as Studied by Magnetic Field Effects (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Miura, K. Maeda, H. Murai, T. Ikoma
  • 学会等名: The 13th International Symposium on Spin and Magnetic Field Effects in Chemistry and Related Phenomena
  • 発表場所: Bad Hofgastein, Austria
  • 年月日: 20130422-26
• [学会発表] 水溶液中におけるポルフィリン及びナフタレンジイミド誘導体の高効率会合体形成及び光誘起電子移動特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 望月皓・三浦智明・羽曾部卓
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
  • 年月日: 20130322-25
• [学会発表] 超分子的アプローチによる段階的電荷分離系の構築および電荷分離状態のスピンダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 三浦智明・前田公憲・村井久雄
  • 学会等名: 第51回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20121101-03
• [学会発表] 非イオン性ミセルを反応場とした長寿命一重項電荷分離系構築と磁場効果によるラジカル対ダイナミクス解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三浦智明
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120912-14
• [学会発表] Importance of Spin Dynamics for Mechanistic Studies on Electron Transfer in Donor-Bridge-Acceptor and Related Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Miura
  • 学会等名: 2012年光化学討論会国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120912-14
• [学会発表] Spin Dynamics of a Long-lived Singlet Born Radical Ion Pair Created in an Acceptor-adsorbed Micellar Super-cage (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Miura
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Electron Spin Science
  • 発表場所: Matsushima
  • 年月日: 20120723-25
• [学会発表] 長鎖アルキルビオローゲン-ミセル複合体における光誘起電子移動とスピンダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 三浦智明・羽曾部卓
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] 疎水相互作用を利用した長寿命電荷分離系構築の試みおよび電荷分離状態のスピンダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 三浦智明・羽曾部卓
  • 学会等名: 第50回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20111116-18
• [学会発表] Extracting Molecular Motion That Gates Charge Transport among Molecular Wires from the Spin Dynamics of the Radical Pair (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Miura, M. R. Wasielewski
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Spin and Magnetic Field Effects in Chemistry and Related Phenomena
  • 発表場所: Noordwijk, Netherlands
  • 年月日: 20110515-20
• [備考] 1) The International EPR Society Young Investigator Award 2014, 受賞
• [備考] 2) 2013年度電子スピンサイエンス学会奨励賞, 受賞