2016 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of superatomic compounds
| Project/Area Number |
26248003
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
佃 達哉 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90262104)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-06-27 – 2017-03-31
|
| Keywords | 超原子 / 超原子分子 / 配位子保護金属クラスター |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、特定の数の貨幣金属原子M（Au, Ag, Cu）が会合してできた「超原子」やそれらが結合した「超原子分子」を化学的に合成し、その物性を明らかにすることで、超原子を単位とする新しい次元の物質科学を切り開くことである。最終年度には、下記の成果を得た。
【超原子の特異な化学的性質の探索】貨幣金属原子の負イオンM-に対してヨウ化メチルが酸化的付加することで、グリニャール試薬に類似した構造と反応性をもつ[I-M-CH3]-が生成することを明らかにした。またアルミニウムクラスターと様々な有機分子との反応によって炭素原子を2個含む2成分クラスターが選択的に生成することを見出し、その構造を光電子分光と理論計算によって明らかにした（投稿準備中）。
【新規超原子の精密合成と構造評価】チオールとホスフィンの混合配位子で保護された金超原子Au11(10e)の合成と構造評価に成功した。さらに、軸不斉をもつジホスフィン配位子を使ってAu11(8e)とAu8(6e)超原子を合成し、その鏡像異性体がキラルな幾何構造をもつことを単結晶X線構造解析によって示した。これらの金超原子が可視～紫外光に対して示す円２色性は、ビナフチル基のπ電子系が近接することで増強されることを提案した。
【超原子分子の精密合成】オレイルアミンで保護した直径1.8 nmの極細金ナノロッド（AuUNR）の長さを制御する方法を開発し、アスペクト比と長軸方向の表面プラズモン吸収波長の関係を明らかにした。また、界面活性剤の濃度が低い溶媒中や温度の高い溶媒中では、レイリー不安定性によってAuUNRが微小球状クラスターに分裂する現象を見出した。収差補正された透過型電子顕微鏡で原子構造を統計的に解析したところ、立方８面体のAu147量体クラスターが(111)面を双晶面として１次元に連結した構造をもつことがわかった。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
