レドックス応答性分子フォトニクススイッチの設計および合成

分子は機能発現の最小単位であり、分子レベルで光,電子情報の処理や変換ができれば,極微少のデバイスを作ることができるだろう.将来の分子デバイスの中心的な部品として分子レベルでのスイッチング素子が要求される.本研究では,以前にレドックスに応答してエネルギー伝達のスイッチングを実証したアゾビピリジンを含む金属錯体の知見をさらに展開して,分子フォトニクススイッチの概念を実験的に確立することを目的とした.まず,フェニルアゾテルピリジン,ピリジルアゾテルピリジン,フェニルアゾビピリジンおよびそれらを含むルテニウムあるいはオスミウム錯体を合成し,一部のものはレドックスに応答して,発光がオン/オフされるというスイッチング挙動を示した.特に,合成を達成したアゾテルピリジンはその幾何学的特性からさらに発展した分子ワイヤの構成部品となる能力をもっている.そのルテニウム錯体もレドックスに応答した発光のスイッチングを示し,今後の発展が期待される.フェニルアゾピリジンが亜鉛ポルフィリンの亜鉛に軸配位して超分子を形成し,ほぼ定量的にポルフィリンの発光を消光することを見い出した.そして,電子およびプロトンによってプルフィリンの発光をオン/オフできることを示した.さらに,光に応答して発光をコントロールする全光プロセス実現のためのポルフィリンに配位する光応答性分子の合成をすすめている.

分子は機能発現の最小単位であり、分子レベルで光,電子情報の処理や変換ができれば,極微少のデバイスを作ることができるだろう.将来の分子デバイスの中心的な部品として分子レベルでのスイッチング素子が要求される.本研究では,以前にレドックスに応答してエネルギー伝達のスイッチングを実証したアゾビピリジンを含む金属錯体の知見をさらに展開して,分子フォトニクススイッチの概念を実験的に確立することを目的とした.まず,フェニルアゾテルピリジン,ピリジルアゾテルピリジン,フェニルアゾビピリジンおよびそれらを含むルテニウムあるいはオスミウム錯体を合成し,一部のものはレドックスに応答して,発光がオン/オフされるというスイッチング挙動を示した.特に,合成を達成したアゾテルピリジンはその幾何学的特性からさらに発展した分子ワイヤの構成部品となる能力をもっている.そのルテニウム錯体もレドックスに応答した発光のスイッチングを示し,今後の発展が期待される.フェニルアゾピリジンが亜鉛ポルフィリンの亜鉛に軸配位して超分子を形成し,ほぼ定量的にポルフィリンの発光を消光することを見い出した.そして,電子およびプロトンによってプルフィリンの発光をオン/オフできることを示した.さらに,光に応答して発光をコントロールする全光プロセス実現のためのポルフィリンに配位する光応答性分子の合成をすすめている.