2016 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the electronic state of graphene at the molecular level and elucidation of new functions
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26288016
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
久保 孝史 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60324745)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 雅由 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80252568)
鎌田 賢司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (90356816)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | グラフェン / エッジ状態 / ディラック点 / 芳香族化合物 / 三回対称 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラフェンが持つ「エッジ状態」と「ディラック点」とう２つの大きな電子的特徴を、化学合成したモデル分子を用いて分子レベルで理解し、その特徴的電子構造に由来する電子物性を解明するのが本研究の目的である。エッジ状態の研究については、実際のグラフェンに近いマルチスピン系のエッジ状態を発現する分子の合成を試みたところ、コブ領域と呼ばれる部分の官能基化に成功し、グラフェンの部分構造を有するビスアンテンの改良合成に成功した。この方法をより大きな系に適用すれば、未だ達成されていないペリペンタセン、ペリヘプタセンなどのマルチスピン系の合成が可能となり、グラフェンのエッジ状態の詳細な解明が行えると期待される。
一方、ディラック点の研究に関しては、π拡張された三回対称性分子の電子構造を詳細に調べることが出来た。これまでの研究では溶解度が低いことから電子酸化状態の電子構造を調べることが困難であった。そこで長鎖アルキル基を導入した誘導体を合成し、溶解度の向上を試みたところ、期待通り汎用溶媒に高い溶解性を示した。一電子酸化状態の電子状態を、UV-vis-NIR吸収スペクトルとESRスペクトルを用いて解析したところ、スピンと電荷は室温で１０の８乗程度の速度で分子内を移動していることがわかった。すなわち、混合原子価モデルにおけるClass IIに分類できることが明らかとなった。この結果は、基板上に三回対称性分子を配列させた際に、分子内と分子間で充分な速度で電子が移動できることを意味している。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Synthesis, crystal structure, and photophysical properties of 2,9-disubstituted peropyrene derivatives2017
Author(s)
K. Uchida, T. Kubo, D. Yamanaka, A. Furube, H. Matsuzaki, R. Nishii, Y. Sakagami, A. Abulikemu, K. Kamada
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Journal Title
Can. J. Chem.
Volume: 95
Pages: 432-444
DOI
Peer Reviewed
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