錯体ワイヤーを鋳型とした水素結合ネットワークの創出と光誘起強誘電相転移の発現

以复杂导线为模板构建氢键网络及光致铁电相变的表现

基本信息

批准号：
13J07305
负责人：
林幹大
金额：
$ 3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、プロトンの授受が可能な金属錯体から成る水素結合型固体を創製し、その物性と水素結合中のプロトンの状態との関連性を解明する事を目的としている。その為には、外部刺激により引き起こされる物性変化と、それに呼応する水素結合中のプロトン移動機構を解明する必要である。これにより、プロトン移動、電子移動が競合するシステムの解明が促進され、そこから生まれる新しい科学に基づいた分子性材料の創出が可能となる。本年度では、ドナーアクセプタードナー型の電子構造を有すニッケル二核錯体（錯体1H2）からなる水素結合型固体を合成し、その圧力依存電気伝導度測定実験を行った。その結果、常圧で半導体であった錯体1H2の伝導特性が、加圧によりその電気伝導度の大幅な向上、及び活性化エネルギーの減少を示した。錯体1H2の圧力依存結晶構造変化及びラマンスペクトル変化を調査したところ、圧力誘起分子内電子移動に基づく電子状態変化が電気伝導挙動変化と相関することを見出した。この結果は、光電変換材料や発光材料としての有用性が認知されているドナーアクセプタードナー型分固体の、圧力誘起分子内電子移動という新たな可能性を切り開く事となり、学術的かつ工業的に大変興味のもたれる現象である。圧力下における錯体1H2の結晶構造変化は水素結合状態の変化を誘起し、分子内でドナー部位からアクセプター部位への電荷移動を引き起こしたと考察される。この現象の詳細を解明することにより、本研究課題目的の達成が強く期待される。今後は、錯体1H2の圧力下における赤外分光実験を行い、電荷移動の発現機構の詳細を明らかとする予定である。

这项研究的目的是创造一种由可以交换质子的金属络合物组成的氢键固体，并阐明其物理性质与氢键作用期间质子状态之间的关系。为此，有必要阐明氢键作用过程中外界刺激引起的物理性质变化以及相应的质子转移机制。这将有助于阐明质子转移和电子转移竞争的系统，从而使基于由此产生的新科学创造分子材料成为可能。今年，我们合成了一种由具有供体-受体-供体电子结构的镍双核配合物（配合物1H2）组成的氢键固体，并进行了实验来测量其压力依赖性电导率。结果，在常压下为半导体的配合物1H2的导电性能在压力下表现出电导率的显着改善和活化能的降低。当我们研究复杂 1H2 晶体结构和拉曼光谱的压力依赖性变化时，我们发现基于压力诱导的分子内电子转移的电子态变化与导电行为的变化相关。这一结果为供体-受体-供体型固体中压力诱导的分子内电子转移开辟了新的可能性，已知这种固体可用作光电转换材料和发光材料，并且在学术和工业上都很有用。非常有趣的现象。据认为，配合物1H2在压力下晶体结构的变化引起氢键状态的变化，引起分子内电荷从供体位点转移到受体位点。通过阐明这一现象的细节，强烈期望该研究项目的目的能够实现。未来，我们计划在压力下对配合物1H2进行红外光谱实验，以阐明电荷转移机制的细节。