多重分子協調による多励起子生成反応の新展開

通过多分子配位产生多激子反应的新进展

• 批准号: 21H01908
• 负责人: 羽會部 卓
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01908/
• 关键词: 多励起子生成反応; 一重項分裂; 分子集合体; 多励起子生成

今年度はペンタセン(Pc)骨格の6位と13位に異なるアルキル鎖長の3,4,5-トリアルコキシフェニルエチニル基（OCnH2n+1; n = 6, 12, 16）を持つPc誘導体（PcCn）を新たに合成し、自己組織的な分子集合体の構築 [(PcC6)m] を行った。また、分光特性および電子物性に対する鎖長効果を検討した。分子集合体の作製はPcCnのシクロヘキサン溶液（良溶媒）をイソプロピルアルコール（貧溶媒）に注入することでPcC6とPcC12はそれぞれ球状と繊維状のナノ集合体を生成した。一方、PcC16は溶解度が低いため集合体作製ができなかった。粉末X線回折（PXRD）の結果、PcC12のナノファイバー[(PcC12)m]はラメラ構造であり、Pc骨格が効果的に重なっているため、シクロヘキサン中のPcC12単量体と比較して吸収スペクトルが著しくブロードニングし、赤色シフトしていることがわかった。一方、PcC6のナノ粒子[(PcC6)m]の基本的な集合パターンは、2次元構造であることが特徴的であった。このナノ粒子ではPcの中心間距離が3.35 Åと短いが、吸収スペクトルから判断すると、(PcC6)mに関与するPcは効果的に相互作用していないと予想できる。さらに、興味深いことに、フェムト秒過渡吸収分光法では、球状集合体の(PcC6)mは一重項励起状態の失活が起こりやすいのに対し、繊維状集合体の(PcC12)mは超高速の分子間一重項分裂を示すことが示された。また、(PcC12)mのナノファイバーとイオンゲルをそれぞれ活性層とゲート材料として作製した電界効果トランジスタは、高いキャリア移動度でp型の挙動を示した。本研究により、Pcの発色団における側鎖の長さを適切に設計することで、SF及びキャリア移動特性の発現に有利な分子集合体を構築できることが示された。

今年，我们将介绍并五苯（Pc）的第6位和第13位具有不同烷基链长度的3,4,5-三烷氧基苯乙炔基（OCnH2n+1；n = 6,12,16）的Pc衍生物（PcCn） ）新合成了骨架，并构建了自组织分子组装体[(PcC6)m]。我们还研究了链长对光谱特性和电子特性的影响。通过将PcCn（良溶剂）的环己烷溶液注入异丙醇（不良溶剂）中制备分子组装体，PcC6和PcC12分别产生球形和纤维状纳米聚集体。另一方面，PcC16由于其溶解度低而无法组装。粉末X射线衍射(PXRD)结果表明，PcC12纳米纤维[(PcC12)m]具有层状结构，且Pc骨架有效重叠，导致与环己烷中的PcC12单体相比具有较低的吸收光谱。明显的扩大和红移。另一方面，PcC6纳米颗粒[(PcC6)m]的基本聚集模式以二维结构为特征。在该纳米粒子中，Pc中心之间的距离短至3.35 Å，但从吸收光谱来看，可以预测(PcC6)m中涉及的Pc并没有有效地相互作用。此外，有趣的是，在飞秒瞬态吸收光谱中，球形聚集体的(PcC6)m易于发生单线态激发态失活，而纤维状聚集体的(PcC12)m易于发生超快失活，显示出分子间单线态裂变。此外，分别使用(PcC12)m纳米纤维和离子凝胶作为有源层和栅极材料制造的场效应晶体管表现出具有高载流子迁移率的p型行为。这项研究表明，通过适当设计Pc发色团中侧链的长度，可以构建有利于表达SF和载流子转移特性的分子组装体。

项目成果

超分子型連結体を可能とするペンタセン誘導体の合成

实现超分子连接的并五苯衍生物的合成

• 发表时间: 2021
• 作者: Ohtani Ryo;Yanagisawa Junichi;Iwai Yuudai;Le Ouay Benjamin;Ohba Masaaki;小池直樹・酒井隼人・羽曾部卓
• 通讯作者: 小池直樹・酒井隼人・羽曾部卓

分子内一重項分裂の三重項対開裂過程における エンタルピーエントロピー補償効果

分子内单线态裂变三线态对裂解过程中的焓-熵补偿效应

• 发表时间: 2021
• 作者: 中村 俊太;酒井 隼人;婦木 正明;小堀 康博; Tkachenko NIKOLAI;羽曾部 卓
• 通讯作者: 羽曾部 卓

ポリインで架橋されたペンタセン二量体における長距離分子内一重項分裂の観測

多炔桥并五苯二聚体中长程分子内单线态分裂的观察

• 发表时间: 2021
• 作者: 酒井 隼人;婦木 正明;Nikolai TKACHENKO;小堀 康博;羽曾部 卓
• 通讯作者: 羽曾部 卓

コレステロール修飾ペンタセン誘導体の合成と分子集合体制御

胆固醇修饰并五苯衍生物的合成及分子组装控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Ozbilgin Irem Nur Gamze;Yamazaki Tomohiko;Watanabe Junpei;Sun Hong-Tao;Hanagata Nobutaka;Shirahata Naoto;水野しおん・酒井隼人・羽曾部卓
• 通讯作者: 水野しおん・酒井隼人・羽曾部卓

Tetracene Molecular Architectures for High-Yield and Long-Lived Individual Triplet States through Singlet Fission

通过单线态裂变实现高产和长寿命的单个三线态的并四苯分子结构

• 发表时间: 2021
• 作者: Taku Hasobe;Hayato Sakai; Yasuhiro Kobori;Nikolai V. Tkachenko
• 通讯作者: Nikolai V. Tkachenko