2022 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Condensed Conjugation Molecular Physics and Chemistry: Revisiting "Electronic Conjugation" Leading to Innovative Physical Properties of Molecular Materials |
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| Project/Area Number |
20H05866
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
酒巻 大輔 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 助教 (60722741)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 大貴 京都大学, 工学研究科, 助教 (10845019)
春田 直毅 京都大学, 福井謙一記念研究センター, 特定助教 (90784009)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | 分散力 / フタロシアニン / アザアセン / πスタック / トロイダル共役 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き，周縁部に８枚のピラー状の平面π共役骨格を置換したフタロシアニンの会合挙動と結晶構造に関する検討をおこなった。本年度の主な成果は以下の2点である。１）前年度までに、ベンジル基を導入したジアザペンタセンをピラーとして有するフタロシアニンを合成し、このフタロシアニンが会合した二量体のX線結晶解析に成功していた。しかしながら得られた結晶の質は十分でなく、X線結晶解析データの質を表すR値も満足の行く値ではなかった。そこで本年度において、側鎖をスクリーニングすることで、より良質な結晶を与える側鎖の探索を行った。その結果、良質な結晶を与える側鎖を見出すことに成功し、論文化際して問題ないR値の結晶構造解析を行うことに成功した。
２）ヘキシル基を有するジアザペンタセンをピラーとして有するフタロシアニンの単量体と会合二量体に対し、溶液中における過渡吸収分光測定を行った。単量体 においては観測時間内で明確な過渡吸収信号が観測されなかった。これは単量体 においては観測時間より早くに励起状態が失活していることを意味する。一方、二量体二量体では450 nmに過渡吸収および650 nmに吸収のブリーチングが見られた。空気飽和した二量体溶液も同様のスペクトルを与えたことから、過渡種は励起三重項状態ではなく電荷分離状態と考えられる。二量体においてはHOMOが外周部の環状πスタックに、LUMOがフタロシアニン部位に存在することから、二量体では環状πスタック内を正電荷が非局在化することで電荷分離状態が長寿命化していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ピラーを噛み合わせて会合したフタロシアニン二量体の良質な単結晶の作成に成功し、前年度までの結果以上に質の高い結晶解析に成功したため。また、過渡吸収分光によって、励起状態においてフタロシアニン二量体において外周部の環状πスタック内を正電荷が非局在化することで電荷分離状態が長寿命化している兆候を観測することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、さらに時間分解能の高い過渡吸収分光や、時間分解電子スピン共鳴などの手法によって、フタロシアニン外周部の環状πスタック内における電荷やスピンの挙動を明らかにしていく。
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