2015 Fiscal Year Annual Research Report
半導体特性を指向したデザインされたイオンの配列制御
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26288042
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
前田 大光 立命館大学, 薬学部, 教授 (80388115)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | π電子系 / イオン会合 / 分子集合化 / 半導体物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物質における電子の挙動を制御し、それに起因する物性を発揮させることは、原子・分子レベルで要求される、半導体などのマテリアル開発の根幹的な方法論としてきわめて重要である。半導体材料の構成ユニットとして、電荷種（イオン）に着目し、「新規骨格を有するπ電子系イオンの合成」および「電荷的に中性なπ電子系分子と（無機）イオンの会合体形成」を基軸とし、バルク状態において電荷種の自在な配置を実現し、所望の半導体性組織構造の構築による新たな有機エレクトロニクスの開拓に挑戦した。電荷種間での相互作用の強さ・形態の制御によって、完全電荷種分離配置（同一の電荷種による積層）の実現を究極の目標とした、特異な半導体物性の発現、とくに電荷種間の静電反発の減少に起因する電荷キャリアの高密度充填などを試みた。
アニオン応答性π電子系に芳香環置換エチニル基を新たに導入し、溶液中および固体状態における多様なアニオン会合形態（平面状[1+1]型、インターロック[2+1]型）の発現を明らかにした。このとき、[2+1]型会合体と対カチオンとのイオンペアにおいて、カチオンおよびアニオン（[2+1]型会合体）それぞれのレイヤーからなる完全電荷種分離配置型集合体の形成を見出した（Chem. Eur. J. 2016, J. Photochem. Photobiol. A 2016）。また、π電子系に連結した酸ユニットの脱プロトン化および分子内水素結合安定化による、非会合型π電子系アニオンの創製および対カチオンとの集合化を、新たなイオンペア集合体の形成手段として報告した（Chem. Commun. 2015）。この手法を拡張し、芳香族安定化されたπ電子系アニオン種を基盤とした、多様なイオンペア集合体（結晶・サーモトロピック液晶）の形成を見出し、半導体物性の評価も行った（Chem. Eur. J. 2016）。さらに、オリゴピロールπ電子系の電子求引性置換基導入による安定化と次元制御型集合化も実現した（Chem. Commun. 2016）。
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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
非会合型π電子系アニオンの開発を実現し、その集合化形態（電荷積層型・電荷種分離配置型）および半導体物性に関する評価を行うことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も継続してπ電子系イオンおよびその前駆体π電子系を設計・合成し、電子機能性の発現・制御へと展開することを目的とする。電子機能性として、同一電荷種からなる分離配置構造に起因する半導体物性を基軸とし、並行して相反する電荷種間にはたらく分極に対する外部電場による摂動を誘起し、強誘電性の発現に挑戦する。
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| Causes of Carryover |
課題に必要な合成が当初の計画よりもやや遅れ、該当分を次年度で実施した方が課題全体として効果的であると判断したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記の理由に基づいて次年度に変更した物品費の使用に充てる。
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