2016 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis and Photophysical Properties of Discrete Molecular Graphenes
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26288038
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
荒谷 直樹 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (60372562)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 有機半導体 / グラフェン / 分子デバイス / アセン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在もっともホットな研究対象の一つであるグラフェンのモデル研究として、構造の明確な、分子として扱うことが可能な「ナノグラフェン」の科学を探究している。テトラベンゾペリペンタセンはsp2炭素56個からなる平面分子であるが、結晶中では天然には見られないβ型グラファイトの重なり方をしていた。溶液中でもπ平面が安定してスタックした状態を保つことができれば、分子性のグラファイト（ナノグラファイト）として、面間の相互作用や層間貫入化合物の合成や性質を調べることができる。そこで我々はそのプロトタイプとして、1,8-ナフタレン架橋によってペリレンを強制的に積層することに成功した。ペリレン層間の距離が、一般的な結晶中に見られるπ-πスタックよりも短く、グラファイト中の炭素シート間距離と同等であることを単結晶Ｘ線構造解析から明らかにした。２量体の電気化学測定から、第１酸化電位がペリレン単量体と比べて200 mV程度低くなっていることが明らかになり、安定なカチオンダイマーを形成していることが示唆された。
積層２量体の吸収スペクトルは単量体と比べて長波長シフトしており、その蛍光は狙い通りエキサイマー発光を示した。同じ手法で３量体まで合成に成功している。
リチウムイオン電池はグラファイト負極を用いており、炭素シート間に金属を挿入することは安定なレドックスの達成に繋がると予想される。そこで金属原子をサンドイッチした層間化合物の合成にも挑戦している。
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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] β-to-β 2,5-Pyrrolylene-Linked Cyclic Porphyrin Oligomers2016
Author(s)
Y. Rao, J. O. Kim, W. Kim, G. Zhong, B. Yin, M. Zhou, H. Shinokubo, N. Aratani, T. Tanaka, S. Liu, A. Osuka, D. Kim, J. Song
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Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 52
Pages: 8801-8804
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Benzo[4,5]cyclohepta[1,2-b]fluorene: an isomeric motif for pentacene containing linearly fused five-, six- and seven-membered rings2016
Author(s)
X. Yang, X. Shi, N. Aratani, T. P. Gonalves, K.-W. Huang, H. Yamada, C. Chi, Q. Miao
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Journal Title
Chem. Sci.
Volume: 7
Pages: 6176-6181
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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