SAMURAI - NIMS Researchers Database

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研究内容

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論文
口頭発表

所属学会

日本化学会, その他

高分子・バイオ材料研究センター
タイトル

分子性イオンを利用した有機-無機複合材料の機能開拓

キーワード

有機-無機複合材料,分子性イオン,キャリアドープ,光電物性

概要

ハライドペロブスカイトなどの有機-無機複合物質は優れた光電材料として注目されている。これらの物質の光電的特性は主に金属イオンやハロゲンイオン等の無機イオンによって実現されている一方で、化学的安定性やキャリア注入手法などの面で未解決課題がある。そこで、本研究ではイオン性の有機分子を用いて有機-無機複合材料の物性を制御することを目的とする。物性に対して活性な分子軌道を複合材料に導入する手法を開発し、物性設計の新たな機軸とすることを目指す。分子軌道を積極的に活用し、化学的安定性やキャリア注入手法などの面で無機イオンの軌道のみでは得られない材料特性を開拓する。

新規性・独創性

有機-無機複合物質中に物性活性な分子軌道を導入
水などに対する化学的安定性が向上
分子の酸化・還元を介した電子注入が可能
分子構造の多様性を活用した材料開発の可能性

内容

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種々の有機アミンをメチル化等により二価のカチオン分子とし、金属ハライドと複合化することで図のような有機-無機複合物質を得た。これらの複合物質では金属ハライドからなる無機格子は同じトポロジーを持つ一方、格子空隙を占めるカチオン分子が異なる。例えばカチオン分子を官能基装飾することで疎水性を付与し、水に対する安定性を飛躍的に向上させることができる。また、分子軌道のエネルギー準位を制御し、物性について活性な状態にすることで、分子の酸化還元を介した電子ドープも可能となった。このような物性の制御は複合物質中での分子の多様性によって実現されており、分子工学的手法によりさらなる高機能化が期待できる。

まとめ

複合物質中に物性活性な分子軌道を導入することで、分子軌道を用いた物性制御が可能になった
分子軌道に分散性を与える手法の開発が今後の課題
金属イオンと強く相互作用できる分子性アニオンを用いた物性開拓も検討していく

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