• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実績報告書

光励起高スピンπラジカルのダイナミックスを利用したスピントロニクスへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 24350076
研究種目

基盤研究(B)

研究機関大阪市立大学

研究代表者

手木 芳男  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00180068)

研究分担者 廣津 昌和  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (30312903)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード励起高スピン状態 / πラジカル / スピン整列 / スピントロニクス / ペンタセン / スピンダイナミックス / 時間分解ESR / LIESST
研究概要

本研究課題の目標は、我々が世界に先駆けて見出した光励起高スピン状態をとる有機πラジカル(以下「励起高スピンπラジカル」と呼ぶ)の比類まれな特性(スピン整列の堅牢性、系の拡張性)を最大限利用し、光により励起した状態の動的性質を利用した複合機能発現とその制御を達成し、光励起高スピンπラジカルを基盤とする励起状態スピントロニクスへと新展開を図る事である。この目的を達成すべく、初年度は、申請書に記載した計画に沿って殆ど計画通り以下の研究を遂行した。
(A)πラジカルの光励起量子混合状態からの電子移動やエネルギー移動による分極移動の解明
初年度は、πラジカルの光励起量子混合状態を研究するモデル系として、励起三重項部位とラジカル間の交換相互作用が弱いと予測される励起三重項-ラジカル連結系(ナフチリイミド-ラジカル系)を合成した。
(B)電子物性を改良した励起高スピンπラジカルのCT錯体の光物性、光伝導、スピン整列の解明
励起高スピンπラジカル系をスピントロニクスへと展開させる目的で、πラジカルに電子ドナー性を付与する目的で、アントラセン部分をより拡張したπ共役系であるペンタセンに変更した系を合成した。THF溶液及びジクロロメタン溶液中、酸素飽和条件下での光化学的安定性を調べたところ、ラジカルを付加する事により、安定性が著しく向上する興味深い現象が見出された。次年度は、この現象のメカニズムについて詳細に研究する予定である。
(C)πラジカルの増強系間交差による金属錯体の光磁性制御
励起高スピンπラジカルを配位子として用いたFe錯体による、芳香族部位の光励起によるLIESST現象をコントロール化合物と共に詳細に研究し、その成果を論文にまとめた(Dalton Trans., 2012)。また、次年度に向けてビピリジン部位をカテコール等に変えたπラジカル配位子の合成を試みた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

πラシカルに電子ドナー性を付与する目的で、アントラセン部分をより拡張したπ共役系であるペンタセンに変更した系を合成したところ、ラジカルを付加する事により、安定性が著しく向上する非常に興味深い現象が見出された。この点では、当初予想しない現象が見出され、計画以上に研究が進展したと言える。一方、光励起量子混合状態を研究するモデル系の方は計画より少し遅れ気味であるが、電子物性を改良した励起高スピンπラジカルの研究の方は、それを差し引いても余りある進展をしている。

今後の研究の推進方策

研究計画の変更は無く、予想外の結果も得られているので、当面はこのまま推進する。

次年度の研究費の使用計画

「直接経費次年度使用額」が僅か45,473円出たが、これは春季年会への学会発表のための出張が、日帰りできる距離であったので宿泊せずに旅費を節約したためである。翌年度の研究費と合わせた使用計画については、当初と殆ど変更は無い。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Theoretical Study of Dynamic Electron-Spin Polari- zation via the Doublet-Quartet Quantum Mixed State (II). Population Transfer and Magnetic Field Dependence the Quartet High Spin State2012

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto and Y. Teki
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 14 ページ: 10178-10186

    • DOI

      DOI:10.1039/C2CP41121K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design, synthesis, magnetic properties of a π-radical ligand with photo-excited high-spin state and its Fe(II) complex. The first stage of a new strategy for LIESST materials2012

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, M. Hirotsu, I. Kinoshita and Y. Teki
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 41 ページ: 13465-13473

    • DOI

      DOI:10.1039/c2dt31831h

    • 査読あり
  • [学会発表] 励起高スピン状態をとるペンタセン-安定ラジカル系の光化学的性質と磁気的性質2013

    • 著者名/発表者名
      清水章皓、川中優輔、手木芳男
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学琵琶湖草津キャンパス
    • 年月日
      2013-03-23
  • [学会発表] ペンタセン骨格を有する有機πラジカルの合成と物性 (III)2013

    • 著者名/発表者名
      川中優輔、清水章皓、手木芳男
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学琵琶湖草津キャンパス
    • 年月日
      2013-03-23
  • [学会発表] 光励起高スピン状態をとるπ共役安定有機ラジカルを配位子をする錯体の合成と磁気的性質2012

    • 著者名/発表者名
      片山晃一、廣津昌和、木下勇、手木芳男
    • 学会等名
      第51回電子スピンサイエンス学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-11-03
  • [学会発表] ペンタセン骨格を有する有機πラジカルの合成とその物性 (II)2012

    • 著者名/発表者名
      川中優輔、清水章皓、手木芳男
    • 学会等名
      第51回電子スピンサイエンス学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-11-03
  • [学会発表] LIVT挙動を示すCo単核錯体のESRによる研究 (3)2012

    • 著者名/発表者名
      田代惇、金川慎治、佐藤治、手木芳男
    • 学会等名
      第51回電子スピンサイエンス学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-11-02
  • [学会発表] π共役安定有機ラジカルを配位子とするコバルト錯体の合成と磁気的性質2012

    • 著者名/発表者名
      片山晃一、廣津昌和、木下勇、手木芳男
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-09-21
  • [学会発表] LIVT挙動を示すCo単核錯体のESRによる研究(2)2012

    • 著者名/発表者名
      田代惇、金川慎治、佐藤治、手木芳男
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-09-20
  • [学会発表] ペンタセン骨格を有する有機πラジカルの合成とその物性 (I)2012

    • 著者名/発表者名
      川中優輔、清水章皓、手木芳男
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-09-20
  • [産業財産権] 安定であるπ電子共役系化合物およびその製造方法2013

    • 発明者名
      手木芳男,品田哲郎,川中優輔,清水章皓
    • 権利者名
      大阪市立大学
    • 産業財産権番号
      特許、2013-18557
    • 出願年月日
      2013-02-01

URL: 

公開日: 2014-07-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi