三次元周期構造をもつ新奇ナノカーボン物質の創成

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本研究者は今までに、ツイスト型非平面多環性芳香族化合物の合成に携わってきた。本年度においてはこれまでに合成したπ拡張ヘリセン類の基礎物性解明研究と有機電界トランジスタのp型半導体としての応用を検討した。π拡張ダブルヘリセン類は、高い平面性を有するπ面が捻れながら連結した構造をとっており、結晶構造中で多次元のπ電子ネットワークを構築することが明らかとなっている。本研究者はSi/SiO2基板状にπ拡張ダブルヘリセン類を塗布し、得られた薄膜が中程度のホール輸送特性を示すことを明らかにした。このような独自の固体配向性と電荷輸送特性を併せ持った分子は有機エレクトロニクス材料の基本材料として非常に興味深い。現在は、本分子系の固体状態における電荷輸送性に関する量子化学的研究を共同研究として展開中である。以上のようなダブルヘリセンのエレクトロニクス材料としての検討に加えて、七員環構造を形成したπ拡張ヘリセン2の基礎物性解明を行った。π電子系が大幅に拡張したシングルヘリセンはこれまでに合成されておらず、新奇螺旋状分子として興味深い。そこで本分子系のX線結晶構造解析に加えて、七員環構造を形成することによる電子構造の変化を紫外可視吸収スペクトル及びサイクリックボルタンメトリー法により明らかとした。その結果、七員環構造はその歪みエネルギーにより電子系を不安定化させることがわかった。光学分割することにも成功しており、長波長領域でP体が負のCotton効果を示すなど、よりシンプルな[6]ヘリセンなどとは異なる挙動を示した。