【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24MS1029
利用課題名 / Title
近赤外光領域から赤外光領域の光を吸収する有機半導体の合成とその分子構造解明
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
近赤外光, 赤外光, 有機半導体, 分子構造,フォトニクス/ Photonics,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
植田 一正
所属名 / Affiliation
静岡大学学術院工学領域
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
岡野 芳則
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
波長1400 nmから3000 nmの光の短波赤外線は、水に吸収されにくいため、生体内の状態や、地表の環境モニタリングを含む天体の観察に用いられる電磁波である。申請者はジチアシクロペンテン環を二重結合で連結したπ共役部位を持つ固体が、可視光から短波赤外光の光を吸収することを見出した。特に、近赤外光領域に大きな極大吸収波長を持つものの固体中では、π共役部位が並進対称性を保ちながら積層していることを単結晶X線構造解析により明らかにした。
実験 / Experimental
π共役部位の作製には酸化反応を利用したジチアシクロペンテン環の連結反応を用いた。得られたπ共役部位を有する3種の有機半導体の固体状態の吸収スペクトル測定は、次のように行った。初めに積分球を用いた反射スペクトルを測定し、得られたスペクトルをKubelka-Munk変換することにより、相当する吸収スペクトルを得た。
X線結晶構造解析用のサンプルは、二硫化炭素とヘキサンの混合溶媒から作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
3種の有機半導体の合成収率はいずれも50％程度であった。固体の吸収ペクトルを比較したところ、2種は、近赤外光領域の1250 nm辺りに可視光の吸光度の20％程度の吸光度の弱い極大吸収波長を示すが、残りの1種は可視光の吸光度の60％の吸光度を示した。単結晶X線構造解析から、赤外光領域に大きな極大吸収波長を持つものでは、π共役部位が並進対称性を保ちながら積層していることが明らかとなった。一方、赤外光領域の吸光度がより小さいものは、反転対称性を保ちながら積層していることが明らかとなった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 「ナフトキノンの縮環した2,5-ジ(1,3-ジチオール-2-イリデン)-1,3-ジチオラン-4-チオン誘導体の固体中での分子配列とその光物性」植田他、日本化学会第105春季年会(2025)、吹田市、2025年3月26日。
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件