Development of photo-functional molecular conductors

我々は、伝導性と光機能性の融合による、光誘起伝導性の発現や、伝導性の光スイッチング制御などの新しい複合機能性を示す分子性材料の開発を目指している。そのような複合機能性物質の開発において、光励起可能な光機能性部位として、1,3,4-オキサジアゾール誘導体(PPD)に着目した。そして、その光機能性部位を、電気伝導を担うTTF(テトラチアフルバレン)系ドナー分子に結合させることにより、光機能性部位とドナー由来の伝導バンドの間の相互作用による光誘起電子移動を通じた機能性物質の開発を目指した。本研究では、TTFとPPD間の結合様式の違いによる相互作用の変化を調べるため、両部位を直接結合させた化合物1、アルキルチオスペーサーで結合させた化合物2、およびアルケンスペーサーで結合させた化合物3を合成し、それらの結晶構造と諸性質について検討を行った。中性分子および酸化状態の分子の吸収・蛍光スペクトルの測定結果から、光励起によって分子内電子移動が起きていることが明らかになり、光伝導に必要な分子内電荷分離状態の構築に成功した。また、ITO基板上にスピンコートした薄膜試料について、光電気化学的に、光電流の発生を検討したところ、いずれの試料も照射光に対応した光電流の発生を示し、光電変換機能性を有することが明らかになった。また、単結晶試料について光照射による光電流の発生を検討したところ、より大きな分子間重なり積分値を示す結晶がより大きな光電流値を与えたため、結晶の伝導度は分子の構造よりも、その積層構造に大きく依存していることが明らかとなった。

我々は、伝導性と光機能性の融合による、光誘起伝導性の発現や、伝導性の光スイッチング制御などの新しい複合機能性を示す分子性材料の開発を目指している。そのような複合機能性物質の開発において、光励起可能な光機能性部位として、1,3,4-オキサジアゾール誘導体(PPD)に着目した。そして、その光機能性部位を、電気伝導を担うTTF(テトラチアフルバレン)系ドナー分子に結合させることにより、光機能性部位とドナー由来の伝導バンドの間の相互作用による光誘起電子移動を通じた機能性物質の開発を目指した。本研究では、TTFとPPD間の結合様式の違いによる相互作用の変化を調べるため、両部位を直接結合させた化合物1、アルキルチオスペーサーで結合させた化合物2、およびアルケンスペーサーで結合させた化合物3を合成し、それらの結晶構造と諸性質について検討を行った。中性分子および酸化状態の分子の吸収・蛍光スペクトルの測定結果から、光励起によって分子内電子移動が起きていることが明らかになり、光伝導に必要な分子内電荷分離状態の構築に成功した。また、ITO基板上にスピンコートした薄膜試料について、光電気化学的に、光電流の発生を検討したところ、いずれの試料も照射光に対応した光電流の発生を示し、光電変換機能性を有することが明らかになった。また、単結晶試料について光照射による光電流の発生を検討したところ、より大きな分子間重なり積分値を示す結晶がより大きな光電流値を与えたため、結晶の伝導度は分子の構造よりも、その積層構造に大きく依存していることが明らかとなった。