有機リン化合物からなる非線形光学材料の開発

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1.二光子吸収色素は様々な応用が期待されていることから、その高効率化は有機エレクトロニクス・オプティクス材料開発における最も重要なトピックの一つである。筆者はこれまで典型元素の構造的および電子的な特徴を活かした新規光機能性分子の合成を行ってきており、本研究では典型元素の特性の活用による新規高活性二光子吸収材料の創製について検討を行った。2.分子設計として、強力な電子受容性を示すスピロビホスホニアフルオレンをアクセプター性コアとして採用し、その周縁部に複数の電子供与性置換基を連結した、八重極子型の色素を新たに設計・合成した。また、中心のスピロ構造の効果、および典型元素の効果について検討するため、比較化合物として、非スピロ型化合物であるジベンゾホスホニアフルオレン、およびリンをケイ素に置き換えたケイ素類縁体についても合成を行った。3.これらの含典型元素色素の光学特性について、紫外可視吸収スペクトルにより検討したところ、中心のスピロ構造を通したスピロ共役の効果が認められた。また、中心元素としてリンを導入することで、コアが非常に高いアクセプター性を発現し、光励起に伴って大きな分子内電荷移動が生じることが示され、合成したスピロビホスホニアフルオレンが高い二光子吸収活性を有することが示唆された。4.Open aperture Z-scan法により二光子吸収特性の評価を行ったところ、予想された通りに、スピロビホスホニアフルオレンが優れた二光子吸収特性を有することを見出し、含リンスピロ共役系分子が非線形光学材料の構成単位として有効であることを示すことができた。