分子単結晶における傾斜構造の実現と機能創出

物理的性質が異なる二つの化合物が、一つの固体中で連続的にグラデーション様に変化した不均質材料は傾斜機能材料として知られている。傾斜機能材料は材料科学分野に広く浸透しているものの、分子性材料での例は知る限り無い。無機系傾斜材料が、蒸着や化学気相成長を傾斜様に制御して得るのに対し、ボルツマン分布（温度）で混合様が支配される分子単結晶では、傾斜した組成・構造を固定することが非常に困難なためと言える。一方、有機半導体の接触・界面抵抗や薬の溶解過程や、表面・界面で起こる現象や様々な分子物性を、組成・電子状態・構造の傾斜により新しく展開することを目指し、分子性結晶内での傾斜構造の実現をめざした。これまでに、固体中での柔軟性や運動性が見込める球状の分子1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (dabco)を用いた物質探索から、Co六配位化合物である1-pinkは加熱に伴うメタノール分子の脱離に由来して、六配位Co(II)に由来したピンク色から四配位Co(II)への変化に伴う青色へのケモクロミズムを示すことを明らかにした。この青色結晶について、TG、GC-MS測定、高輝度X線構造解析を用いた組成や構造の調査を進めた。 メタノールが配位圏から脱離した構造 (1-blue)と同定し、配位構造はメタノールの脱離前後で大きく変化していないことを明らかにした。特に、b軸に方向に一軸的な構造変形が見られ、層状構造に特徴的な変化と対応した。このような特徴を活かした機能性の開拓として、1-pinkの単結晶の片側を加熱するような熱勾配により、ピンクから青色への傾斜構造が見られることを明らかにした。そこで今回、得られた1-pink/1-blueの傾斜構造化した固体について、結晶性や局所構造などの詳細とCo(II)に由来する磁気的性質の変化について、傾斜比による理解を深める共同研究を進めた。

物理的性質が異なる二つの化合物が、一つの固体中で連続的にグラデーション様に変化した不均質材料は傾斜機能材料として知られている。傾斜機能材料は材料科学分野に広く浸透しているものの、分子性材料での例は知る限り無い。無機系傾斜材料が、蒸着や化学気相成長を傾斜様に制御して得るのに対し、ボルツマン分布（温度）で混合様が支配される分子単結晶では、傾斜した組成・構造を固定することが非常に困難なためと言える。一方、有機半導体の接触・界面抵抗や薬の溶解過程や、表面・界面で起こる現象や様々な分子物性を、組成・電子状態・構造の傾斜により新しく展開することを目指し、分子性結晶内での傾斜構造の実現をめざした。これまでに、固体中での柔軟性や運動性が見込める球状の分子1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (dabco)を用いた物質探索から、Co六配位化合物である1-pinkは加熱に伴うメタノール分子の脱離に由来して、六配位Co(II)に由来したピンク色から四配位Co(II)への変化に伴う青色へのケモクロミズムを示すことを明らかにした。この青色結晶について、TG、GC-MS測定、高輝度X線構造解析を用いた組成や構造の調査を進めた。 メタノールが配位圏から脱離した構造 (1-blue)と同定し、配位構造はメタノールの脱離前後で大きく変化していないことを明らかにした。特に、b軸に方向に一軸的な構造変形が見られ、層状構造に特徴的な変化と対応した。このような特徴を活かした機能性の開拓として、1-pinkの単結晶の片側を加熱するような熱勾配により、ピンクから青色への傾斜構造が見られることを明らかにした。そこで今回、得られた1-pink/1-blueの傾斜構造化した固体について、結晶性や局所構造などの詳細とCo(II)に由来する磁気的性質の変化について、傾斜比による理解を深める共同研究を進めた。