開殻ナノ構造体の非線形光学応答物性に関する理論研究

开壳纳米结构非线性光学响应特性的理论研究

基本信息

批准号：
15J04949
负责人：
福田幸太郎
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka 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

项目摘要

採用最終年度である本年は、開殻ナノ構造体の高次構造である非対称な電荷移動性に着目し、検討を行った。これは従来対称で電荷移動性の効果が小さい構造に対して検討が主に行われてきた開殻非線形光学物質の設計に非対称性をあらわに導入することに対応する。以下に詳細を示す。実在ヘテロ原子置換Chichibabin炭化水素骨格へと着目し、その電荷移動性、開殻性、三次非線形光学物性の解明を行なった。これらの系は実在の骨格であり、混合原子価化合物として注目を集めているが、その酸化状態を変化させた、Chichibabin炭化水素骨格と等電子構造を持つ状態の検討はほとんど行われていない。これらの解析を行なった結果、中間的な開殻性が発現する対称系の一重項状態及び閉殻で中間的な電荷移動性が発現する、中間的な非対称性を持つ系の一重項状態において著しく大きな三次NLO物性が発現することが判明した。これはヘテロ原子置換Chichibabin炭化水素が一重項状態において優れたNLO材料となることを明らかにするのみならず、電荷状態によってスイッチ可能なNLO材料の可能性を示す。次に、非対称ヘテロフェナレニル二量体の解離に伴う電子状態のジラジカル/イオン性因子による定量化と三次NLO物性の変化を検討した。このモデルは分子間距離とヘテロ原子対を変化させることで電荷の非対称性と面間相互作用を自在に制御しながら、ジラジカル/イオン性因子と三次NLO物性の解析を行った。その結果、中間的なジラジカル性のみならず、中間的なイオン性因子の領域において著しい三次NLO物性の増大が見られることを初めて発見した。この結果は従来開殻性の発現する領域のみに限られていた開殻NLO物質の設計指針を閉殻の領域まで拡張することに対応し、さらにその具体的な解析、設計方法の提案を行うことができたという点で当該領域へ与える影響は大きいと考えられる。

今年是采用的最后一年，我们专注于不对称的电荷转移，这是开放式纳米结构的高阶结构，并检查了它们。这对应于对开放壳非线性光学材料设计中的明显引入的不对称性，传统上已经研究了对对称电荷传递影响的结构。详细信息如下所示。阐明了专注于真正的杂种取代的Chichibabin烃框架，其电荷转移，开放壳特性和三级非线性光学特性。这些系统是真实的骨骼，引起人们的注意作为混合价化合物，但是几乎没有研究具有chichibabin碳氢化合物骨骼的同核结构的状态，这种碳酸碳纤维骨架改变了其氧化状态。这些分析表明，在表达中间敞口的对称系统的单线状态下表达了明显的三级NLO特性，在中间敞开的壳中，以及在封闭壳中表达中间电荷传递的对称系统的单重状态，其中中间不对称系统表达了中等非对称系统，表达了中等非对称性的不对称系统。这不仅揭示了杂原子取代的Chichibabin烃在单线状态下成为出色的NLO材料，而且还说明了可以通过电荷状态切换的NLO材料的可能性。接下来，研究了具有端/离子因子的电子状态和第三级NLO特性变化的定量，这是由于非对称异苯基二二聚体解离的结果。该模型通过改变分子间距离和杂原子对，分析了Diradical/离子因子和第三级NLO特性，同时自由控制电荷不对称和平面间相互作用。结果，我们首次发现，不仅中间的脏物性质，而且在中间离子因子区域中还可以看到三级NLO特性的显着增加。该结果对应于开放式NLO材料的设计指南的扩展，该材料以前仅限于表达开放式特性的区域，即封闭壳区域，并且被认为对该区域产生了很大的影响，因为可以为设计方法提供特定的分析和建议。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Theoretical investigation of open-shell nature and magnetic shielding tensor of polyacene and dicyclopenta-fused acene

多并苯和双环五稠合并苯的开壳层性质和磁屏蔽张量的理论研究

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kotaro Fukuda;Jun-ya Fujiyoshi;Masayoshi Nakano
通讯作者：
Masayoshi Nakano

Tuning nonlinear optical properties by diradical and charge transfer characters of Chichibabin’s hydrocar-bon derivatives

通过奇奇巴宾烃衍生物的双自由基和电荷转移特性调节非线性光学性质

DOI：
10.1002/cphc.201601226
发表时间：
2017
期刊：
ChemPhysChem
影响因子：
2.9
作者：
K. Fukuda;Y. Suzuki;H. Matsui;T. Nagami;Y. Kitagawa;B. Champagne;K. Kamada;Y. Yamamoto;M. Nakano
通讯作者：
M. Nakano

Theoretical Study on Fullerene Nanoflakes as Curved Open-Shell π-Conjugated NLO Systems

富勒烯纳米片作为弯曲开壳π共轭非线性光学系统的理论研究