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超構造分子の創製と有機量子デバイスへの応用研究

研究報告コード R013000239
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 雀部 博之
  • 雀部 博之
  • 菅原 正
研究者所属機関
  • 千歳科学技術大学
  • 理化学研究所
  • 東京大学
研究機関
  • 千歳科学技術大学
  • 東京大学
  • 理化学研究所
報告名称 超構造分子の創製と有機量子デバイスへの応用研究
報告概要 超構造分子に電荷分布の非対称性,反応性,電子移動,エネルギー移動の異方性等を付与し,光機能,電子機能に量子効果を発現させることを目指す一方,トポロジカルに設計されたπ電子系は,結合切断,電子授受をトリガーとして分子内でスピン整列し高スピン状態を実現する。このような高スピン分子状態を対象に分子内に組み込まれた配列制御部位の示す自己集積能によって超構造体を形成し,"量子スピン素子"の創製を目指した。
1. 超構造分子の研究では,基本ユニットを放射状にネズミ算式に段階的に合成し,コアの結合様式を選ぶことによって,真球や回転楕円体等トポロジカルに制御可能な巨大分子,即ちデンドリマーを対象とした。
2. 量子スピン素子の研究では,分子という,究極の量子構造体に電子スピンを担わせ,顕著にスピン分極した電子構造をもつ"スピン分極分子"を設計,合成し,それらを超構造化,集積化することにより,外場によりスピン系の変換が可能な"操作型スピン系"を実現することを目的として,さらにそれらの基盤上にたって,新概念に基づく,"量子スピン素子"を創成することを目的とした。
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研究分野
  • 量子力学一般
  • 原子の電子構造
  • 有機化合物の結晶成長
関連発表論文 (1)T. Wada, Y. Zhang, T. Aoyama and H. Sasabe, “Multifunctional Carbazole Oligomer for Monolithic Photorefractive Materials”, Proc. Japan Acad., 73, Ser. B, No. 8, 165-169 (1997).
(2)Y. Zhang, T. Wada and H. Sasabe, “Carbazole Photorefractive Materials”, J. Mater. Chem., 8 (4), 809-828 (1998).
(3)K. Nakajima, R. Micheletto, K. Mitsui, T. Isoshima, M. Hara, T. Wada, H. Sasabe and W. Knoll, “Development of a Hybrid Scanning Near-field Optical/Tunneling Microscope (SNOM/STM) System”, Jpn. J. Appl. Phys., 38, 3949-3953, Part 1, No.6B, June (1999).
(4)S. Maruyama, X.-T. Tao, H. Hokari, T. Noh, Y. Zhang, T. Wada, H. Sasabe, H. Suzuki, T. Watanabe and S. Miyata, “Electroluminescent Applications of a Cyclic Carbazole Oligomer”, J. Mat. Chem., 9, 893-898 (1999).
(5)H. Kimura-Suda, Y. Zhang, T. Sassa, T. Wada and H. Sasabe, “Polar Alignment in Spin-Coated Carbazole Main- and Side-Chain Polymer Films”, Adv. Mater., 12 (6), 1196-1199 (2000).
(6)H. Kimura-Suda, T. Sassa, Tatsuo Wada and H. Sasabe, “Simultaneous Determination of Average Direction of Molecular Orientation and Effective Second Order Nonlinear Optical Const (deff) by Phase Measurements of Second Harmonic Generation”, J. Phys. Chem. B, 105 (9), 1763-1769 (2001).
(7)M.M. Matsushita, A. Izuoka, T. Sugawara, T. Kobayashi, N. Wada, N. Takeda, M. Ishikawa,, “Hydrogen-Bonded Organic Ferromagnet”, J. Am. Chem. Soc., 119, 4369-4379 (1997).
(8)T. Sugawara, “Manipulating Spin System”, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 334, 257-273 (1999). H. Imai, T. Otsuka, T. Naito, K. Awaga, T. Inabe, “M(dmit)2 Salts with Nitronyl Nitroxide Radical Cations (M=Ni and Au, dmit=1,3-dithiol-2-thione-4,5-dithiolate). Nonmagnetic Single-Chain Formation vs Antiferromagnetic Spin-Ladder-Chain Formation of M(dmit)2”, J. Am. Chem. Soc., 121, 8098-8103 (1999).
(9)Spin Alignment in Singly Oxidized Spin-Polarized Diradical Donor: Thianthrene Bis(nitronyl nitroxide) A. Izuoka, M. Hiraishi, T. Abe, T. Sugawara, K. Sato, T. Takui, J. Am. Chem. Soc., 122, 3234-3235 (2000).
(10)H. Sakurai, A. Izuoka, T. Sugawara, “Design, Preparation and Electronic Structure of High-Spin Cation Diradicals Derived from Amine-Based Spin-Polarized Donors”, J. Am. Chem. Soc., 122, 9723-9734 (2000).
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、量子効果等の物理現象/研究代表者 雀部 博之(千歳科学技術大学/理化学研究所)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 雀部 博之,菅原 正. 超構造分子の創製と有機量子デバイスへの応用. 戦略的基礎研究推進事業 量子効果等の物理現象 平成7年度採択研究課題終了シンポジウム予稿集,2001. p.33 - 40.

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