極性結晶を作成する合理的な設計指針の開発

分子性材料の物性は分子そのものの性質だけでなく、分子の配列様式にも大きく依存することが知られている。特に反転対称性が破れた極性結晶では、対称性の高い集合体では発現しないバルク光起電力効果など、様々な物性発現が期待される。一方、一般に対称性の高い集合体構造が形成されやすく合理的に極性結晶を形成する戦略はほとんど報告されていなかった。本研究では分子設計を適切にデザインすることで、お椀状π共役分子を一方向に配列させ、極性結晶を合理的に作り出すことを目的としている。また得られた極性結晶のバルク光起電力効果や半導体特性を評価し、構造物性相関を議論する。本年度は自分たちの設計戦略に沿い、サブフタロシアニンと呼ばれるお椀状π共役分子を中心に複数の分子合成を行い、種々の新規お椀状分子の合成・単離に成功した。合成した分子を用い単結晶作成を試み複数の分子で結晶作成に成功した。構造解析の結果期待通り極性結晶を得ることに成功した。現在これらの結晶のバルク光起電力効果や半導体特性を評価すべく、デバイス作成を行っている。特に単結晶材料の半導体特性を評価するには薄い結晶を作成するのが望ましい。得られた結晶はヘキサゴナルな針状結晶で薄い結晶の作成に成功していない。現在共同研究先とともに薄い結晶作成に挑戦している。また簡易的な実験ではあるがバルク光起電力効果は期待通り観測されており、現在その詳細を調べているところである。

分子性材料の物性は分子そのものの性質だけでなく、分子の配列様式にも大きく依存することが知られている。特に反転対称性が破れた極性結晶では、対称性の高い集合体では発現しないバルク光起電力効果など、様々な物性発現が期待される。一方、一般に対称性の高い集合体構造が形成されやすく合理的に極性結晶を形成する戦略はほとんど報告されていなかった。本研究では分子設計を適切にデザインすることで、お椀状π共役分子を一方向に配列させ、極性結晶を合理的に作り出すことを目的としている。また得られた極性結晶のバルク光起電力効果や半導体特性を評価し、構造物性相関を議論する。本年度は自分たちの設計戦略に沿い、サブフタロシアニンと呼ばれるお椀状π共役分子を中心に複数の分子合成を行い、種々の新規お椀状分子の合成・単離に成功した。合成した分子を用い単結晶作成を試み複数の分子で結晶作成に成功した。構造解析の結果期待通り極性結晶を得ることに成功した。現在これらの結晶のバルク光起電力効果や半導体特性を評価すべく、デバイス作成を行っている。特に単結晶材料の半導体特性を評価するには薄い結晶を作成するのが望ましい。得られた結晶はヘキサゴナルな針状結晶で薄い結晶の作成に成功していない。現在共同研究先とともに薄い結晶作成に挑戦している。また簡易的な実験ではあるがバルク光起電力効果は期待通り観測されており、現在その詳細を調べているところである。