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2015 年度 実績報告書

高電荷輸送能を有する共役系高分子の新設計と合成

研究課題

研究課題/領域番号 26620029
研究機関京都大学

研究代表者

寺尾 潤  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00322173)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードバイメタロポリマー / 分子ワイヤ / 燐光発光 / 量子収率 / 電荷移動度 / 導電性高分子 / シクロデキストリン / ポルフィリン
研究実績の概要

被覆型白金錯体とルテニウムポルフィリン錯体との共重合によって合成した、従来にない被覆型バイメタロポリマーは、一酸化炭素ガスに応答して燐光発光強度が大きく変化するセンシング応答を示した。また、白金アセチリド結合が塩化水素によって開裂することを利用して、錯体はクロロホルム中紫外光照射によって生じた微量の塩化水素をセンシングしたことに加え、白金含有の被覆型分子ワイヤが固体中でも燐光発光することを利用して、固体状態における塩化水素ガスセンサの実現にも成功した。以上の結果は、被覆による燐光量子収率の増大と、金属錯体特有の反応性、さらには固体燐光発光に対する被覆効果など、本研究に特有の様々な効果を融合した新規機能性であるといえる。
さらに、金属含有の被覆型分子ワイヤの配線材料としてのポテンシャルを調べるため、固体中における分子内電荷移動度を測定したところ、金属錯体によって大きく変化することが明らかとなった。そこで、主鎖中に遷移金属を有する2種類の分子ワイヤにおいて、軸を伸縮させた際の軌道エネルギー変化を比較した。その結果、強固な共有結合によって金属が導入された分子ワイヤに比べて、柔軟な配位結合によって同金属が導入された分子ワイヤでは、熱ゆらぎが柔軟な配位結合に集中し、共役系がゆらぎの影響を受けにくいことが理論化学計算によって明らかとなった。この効果によって、共役系は準位が揃い、規則的なホッピングが金属を介して生じ、炭素共役系に匹敵する高い移動度を与えたと考えられる。このことは、機能の導入による移動度の低下も、適切な設計によって補えることを示しており、機能と伝導性を両立するための新しい方法論と言える。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Rational Design for Rotaxane Synthesis via Intramolecular Slippage: Control of Activation Energy by Rigid Axle Length2016

    • 著者名/発表者名
      H. Masai, J. Terao, T. Fujihara, Y. Tsuji
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 ページ: 未定

    • DOI

      10.1002/chem.201600429

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Molecular Wires Strapped by π-Conjugated Side Chains: Integration of Dehydrobenzo[20]annulene Units2015

    • 著者名/発表者名
      J. Terao, M. Ohsawa, H. Masai, Y. Kurashige, T. Fujihara, and Y. Tsuji
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 80 ページ: 8874-8880

    • DOI

      10.1021/acs.joc.5b01414

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Mechanical Strain on Electric Conductance of Molecular Junctions2015

    • 著者名/発表者名
      J. Inatomi, S. Fujii, S. Marques-Gonzalez, H. Masai, Y. Tsuji, J. Terao, M. Kiguchi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C.

      巻: 119 ページ: 19452-19457

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b04386

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed C-C Bond-forming Transformation of CO2 to the Alcohol Oxidation level: Selective Synthesis of Homoallylic Alcohols from Allenes, CO2, and Hydrosilanes2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tani, K. Kuga, T. Fujihara, J. Terao, Y. Tsuji
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 13020-13023

    • DOI

      10.1039/C5CC03932K

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] N-Heterocyclic Carbene Ligands Bearing Poly(ethylene glycol) Chains: Effect of the Chain Length on Palladium-catalyzed Coupling Reactions Employing Aryl Chlorides2015

    • 著者名/発表者名
      T. Fujihara, T. Yoshikawa, M. Satou, H. Ohta, J. Terao, Y. Tsuji
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 17382-17385

    • DOI

      10.1039/C5CC07588B

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of Functionalized Conductive Wires2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      ICCMSE 2016
    • 発表場所
      Athens, Greece
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Syntheses and Physical Properties of Functionalized Insulated Molecular Wires2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 機能性分子ワイヤの合成と分子素子への応用2015

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Functionalized Insulated Molecular Wires for Molecular Electronics2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2015)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-27 – 2015-09-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Insulated Molecular Wires with High Charge Mobility directed toward Molecular Electronics2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      International Symposium for Advanced Materials Resarch (ISAMR 2015)
    • 発表場所
      Sun Moon Lake, Taiwan
    • 年月日
      2015-08-16 – 2015-08-20
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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