電子勾配を有する球状高分子内空間を利用した合金クラスターの設計と光機能

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有機/金属ハイブリッドナノ材料は、有機物と金属種の全く異なる特性がナノサイズで相乗的に作用することで新しい物性の発現が期待される。本研究では、申請者が開発したフェニルアゾメチンデンドリマー内のナノ空間における金属イオンの自在な導入法を通じて、金属クラスターを精密合成する手法を開拓し、光機能の解明と新しいナノ電子デバイスへの応用を目的として研究を行い、以下の成果を得た。1)デンドリマー内ナノ空間における金属イオンの自在な導入法の確立塩化スズや塩化金がこのデンドリマー内において段階的に集積される現象を紫外可視吸収スペクトル測定における等吸収点の段階的なシフトから明らかにしている。本年度において、さらに塩化鉄を用いた場合にも、この段階的な錯形成挙動を示すことを明らかにした。また、その発見の過程において、塩化鉄自身の有する吸収を実際の紫外可視吸収スペクトル変化から減じることにより、等吸収点の段階的シフトが観測されることを理論的に証明した。本手法を用いれば、今後可視部に吸収を有する金属種との錯形成に関しても、段階的に集積が進行しているか否かを容易に確認することが可能となった。2)デンドリマーを用いる金属クラスターの精密合成デンドリマー中に塩化金を精密に集積させた錯体を用いて、化学還元および光還元によってデンドリマー内に金クラスターを生成させた。透過型電子顕微鏡および紫外可視吸収スペクトル測定から微笑クラスターの生成を確認した。得られたクラスターは粒子径が5ナノメートル以下ときわめて小さいことが判明した。