カチオン応答性分子フォトダイオードを指向したシクロファン分子ワイヤの創製と評価

用于阳离子响应分子光电二极管的环芳分子线的创建和评估

基本信息

批准号：
22K05065
负责人：
迫克也
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、単一分子エレクトロニクス素子として、①カチオン応答性高機能分子フォトダイオードを指向した新奇なシクロファン分子ワイヤを創製し、②その物性評価を行い、光誘起による整流性を調べ、カチオン応答性の違いにより整流性が制御されるかについて明らかにすることである。2022年度は、剛直構造の[3.3]パラシクロファン構造（B）にドナー(D)、光増感部(P)を三次元的に配置したD-B-D 間の立体的配置が制御された光誘起電子移動制御機能を有するA-B(P)-D-B(G,G)B-D多元系シクロファン分子ワイヤを創製するための基本ユニットとして、光増感部(P)としての1-ピレニル基（1-pyrene）を組み込んだ [3.3]パラシクロファン架橋部にドナー部(D)としてTTFの基本ユニットである1,4-ジチアフルベン（DTF）を三次元的に配置した新規なD-B(P)-D三元系シクロファン分子（DTF-B(1-pyrene)-DTF）の合成に成功した。1-ピレニル基をシクロファンベンゼンに導入したDTF-B(1-pyrene)-DTF の電気化学測定では、DTFラジカルカチオン生成過程がピレンの影響により２つに分裂しかかった挙動が観測されたことから、ピレンによるDTFドナーへの電子供与性に違いがあることが明らかになり、電子移動の方向性制御の可能性が示された。また発光スペクトル測定では、母体となる光増感部(P)としての1-ピレニル基（1-pyrene）を組み込んだ [3.3]パラシクロファン-ジオン（B(1-pyrene)シクロファン-ジオン）はピレンによる蛍光が観測されたが、合成したDTF-B(1-pyrene)-DTF では消光した。このことから、光増感部(P)としての1-ピレニル基と[3.3]パラシクロファン架橋部のDTFドナー間に光誘起電子移動が存在することが明らかになった。

本研究的目的是（1）创建一种新型环芳分子线，旨在作为单分子电子器件的阳离子响应高性能分子光电二极管，（2）评估其物理特性，并研究其光诱导整流本研究的目的是阐明整流是否由阳离子响应性的差异控制。 2022年，D-B-D具有刚性[3.3]对环芳烷结构(B)，其中供体(D)和光敏剂(P)呈三维排列。光敏剂(P)掺入1-芘基团(1-pyrene)为[3.3] 一种新型D-B(P)-D三元环芳分子，其中TTF的基本单元1,4-二硫富烯(DTF)作为供体部分(D)在对环芳桥(DTF)上进行三维排列。 -B(1-芘)-DTF)成功合成。在环芳苯中引入1-芘基的DTF-B(1-芘)-DTF的电化学测量中，由于芘的影响，DTF自由基阳离子生成过程即将分裂成两部分的行为是观察发现，芘向DTF供体提供电子的能力存在差异，表明电子转移的定向控制的可能性。另外，在发射光谱测量中，使用结合有1-芘基(1-芘)作为基础光敏部分(P)的[3.3]对环芳二酮(B(1-芘)环芳二酮)，其产生荧光。观察到芘，但它被合成的 DTF-B(1-芘)-DTF 猝灭。这表明光致电子转移存在于作为光敏部分(P)的1-芘基和[3.3]对环芳烷桥的DTF供体之间。