有機ラジカルを用いた電子トンネリング効率の計算

使用有机自由基计算电子隧道效率

• 批准号: 15J03375
• 负责人: 西澤 尚平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J03375/
• 关键词: ジアリールエテン; ビラジカル; 交換相互作用; 分子スイッチ; 分子ワイヤ; 分子エレクトロニクス; 計算化学; スイッチング効率

今年度は、分子エレクトロニクス分野で最も重要な電子素子のひとつである分子スイッチの性能評価に関する研究を実施した。高性能なスイッチング分子を設計・開発するにはスイッチング効率（SE）を最大にするような分子を考案すればよい。私は光照射下におけるDAEのSEを電子トンネリング効率βの観点から解釈することで、SEの大きなスイッチング分子を設計する指針を得ようと試みた。私は3-thienyl型DAE(3T),3-thienyl酸化型DAE(3TSO2),2-thienyl型のDAE(2T),2-thienyl型の酸化型DAE(2TSO2)の4種類のDAEに対して、開環体・閉環体それぞれの両端にニトロニルニトロキシド(NN)を結合させ、分子内交換相互作用JをDFT計算に基づく山口法により計算し、それぞれのDAEのSEを計算した。結果3TのSEが400と最も大きく、2T, 2TSO2が約1/20と最も小さいことがわかった。私はSEが開環体と閉環体それぞれのJの減衰定数βの関数で表現できるのではないかと考えた。そこで、それぞれのβを、それぞれのDAEのオリゴマーを設計し両端にNNを結合させJをDFT計算に基づく山口法により計算し、分子長に対するJの減衰から求めた。SEが両異性体のβの差ΔβによってSE ＝ exp(Δβl)と表されるのことが見いだされたので、この式が実際の4種類のDAEのSEの序列を再現できるかを調べた。結果 3Tに関してSEは241, 2Tは1/29, 2TSO2に関しては1/20となり、この式は4種類のDAEのSEの序列を再現することがわかった。従ってSEは開環体と閉環体の電子トンネリングのスイッチングとして理解できることが分かった。また今回調べた4種類のDAEにおいては3Tがスイッチング分子として最も有用であることが結論付けられた。

This year, the most important electronic element of molecular separation is the study of molecular separation. High performance molecular design and development Under the irradiation of light, the SE of the DAE can generate the electron beam. 4 kinds of DAEs including 3-thienyl DAE(3T), 3-thienyl acidified DAE(3TSO2), 2-thienyl DAE(2T) and 2-thienyl acidified DAE (2TSO2) were calculated by DFT. The result is that 3T S E 400 max, 2T, 2TSO2 about 1/20 min The relationship between the open loop and the closed loop is discussed. For example, if the number of molecules in the matrix is equal to the number of molecules in the matrix, the number of molecules in the matrix will be equal to the number of molecules in the matrix. The difference Δβ between SE and DAE = exp(Δβl) is the same as that between SE and DAE. The difference Δ β between SE and DAE is the same as that between SE and DAE. The results show that 3T is related to SE 241, 2T is related to SE 1/29, 2TSO2 is related to SE 1/20, and the formula is related to SE sequence of 4 kinds. The open loop and the closed loop of the electron transfer system The most important thing is that we have to pay attention to the situation.

项目成果

ジアリールエテン誘導体の光スイッチング効率に関する計算化学的研究：電子トンネリング効率βに基づく物理有機化学的考察

二芳基乙烯衍生物光开关效率的计算化学研究：基于电子隧道效率β的物理有机化学考虑

• 发表时间: 2015
• 作者: S. Nishizawa;J.-y. Hasegawa;K. Matsuda;西澤尚平 Arnaud Fihey Denis Jacquemin 長谷川淳也 松田建児;西澤尚平 Arnaud Fihey Denis Jacquemin 長谷川淳也 松田建児;Shohei Nishizawa Jun-ya Hasegawa Kenji Mastuda;西澤尚平 長谷川淳也 松田建児
• 通讯作者: 西澤尚平 長谷川淳也 松田建児

Computational Investigation of the Structural Dependence of Switching Efficiency of Exchange Interaction and Hyperpolarizability on Diarylethenes

交换相互作用的转换效率和超极化性对二芳基乙烯的结构依赖性的计算研究

• 发表时间: 2016
• 作者: S. Nishizawa;J.-y. Hasegawa;K. Matsuda;西澤尚平 Arnaud Fihey Denis Jacquemin 長谷川淳也 松田建児;西澤尚平 Arnaud Fihey Denis Jacquemin 長谷川淳也 松田建児
• 通讯作者: 西澤尚平 Arnaud Fihey Denis Jacquemin 長谷川淳也 松田建児

ジアリールエテン誘導体の光スイッチング効率に関する計算化学的研究：電子トンネリング効率に基づく考察

二芳基乙烯衍生物光开关效率的计算化学研究：基于电子隧道效率的考虑

• 发表时间: 2015
• 作者: 西澤尚平;長谷川淳也;松田建児
• 通讯作者: 松田建児

University of Nantes(フランス)

南特大学（法国）

ジアリールエテンの交換相互作用および超分極率のスイッチング効率の構造依存性の計算化学的評価

二芳基乙烯中交换相互作用和超极化转换效率的结构依赖性的计算化学评估

• 发表时间: 2016
• 作者: S. Nishizawa;J.-y. Hasegawa;K. Matsuda;西澤尚平 Arnaud Fihey Denis Jacquemin 長谷川淳也 松田建児
• 通讯作者: 西澤尚平 Arnaud Fihey Denis Jacquemin 長谷川淳也 松田建児