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光通信や光スイッチなど様々な用途が期待される新物質の合成に成功 ─ 白金錯体の二価と四価が混合した原子価を三価で安定化 ─

【本学研究者情報】

大学院理学研究科化学専攻
名誉教授 山下 正廣(やました まさひろ)
研究室ウェブサイト

 大学院理学研究科化学専攻
准教授 高石 慎也(たかいし しんや)

【発表のポイント】

  • 120年以上前に始祖となる物質が発見されて以来、一次元鎖ハロゲン架橋白金錯体は白金二価/四価混合原子価錯体となるのが常識とされていました。
  • 今回、アルキル鎖間にはたらく化学的引力(ファスナー効果(注1))を利用することで、一次元鎖白金三価平均原子価錯体の合成に世界で初めて成功しました。
  • この物質は、巨大三次非線形光学材料、光通信、光スイッチなどへの利用や新規物性研究への展開を導くことが大いに期待されます。

【概要】

 120年以上前に発見された一次元鎖ハロゲン架橋白金系金属錯体は、多彩な化学構造・結晶構造に応じて、光物性をはじめとする様々な物性を示します。特に、一次元鎖ニッケル三価錯体は巨大三次非線形光学効果(注2)を示すことが知られており、一次元鎖三価錯体は光学材料への応用が期待されます。そのため、これまで様々なアプローチで一次元鎖三価錯体の開発がおこなわれてきましたが、未だにニッケル以外の金属では実現されていませんでした。特に白金三価錯体は電荷移動吸収帯が低エネルギー側にシフトすると予想されていたために、ニッケル錯体を凌駕する巨大三次非線形光学効果が期待されていました。

 今回、当該研究グループでは、一次元鎖ヨウ素架橋白金錯体中において、カウンターアニオン(注3)にアルキル鎖を複数導入することで、ついに一次元鎖白金三価錯体の実現に成功しました。本研究成果をブレークスルーとして、今後、一次元鎖白金三価錯体の基礎物性解明や、非線形光学材料、光スイッチ、光通信などへの応用に繋がることが期待されます。

 本成果は11月4日、化学分野の専門誌Chemical Communicationsに掲載されました。

図1. [Pt(en)2I](Asp-C10)2·H2Oの結晶構造。


【用語解説】

注1. ファスナー効果:
アルキル鎖が結晶中で密な充填構造をとろうとすることで、それに付随してアルキル鎖が結合する部位も本来より密に集合する効果のこと。 あたかもファスナーを締め上げるかのような現象であるため、こう呼ばれる。一般に、アルキル鎖が長いほどこの効果は強くなる。

注2. 非線形光学効果:
強い光が物質中に入射された際、光と物質との相互作用により光学特性が変化する現象。例えば、入射光の周波数の2倍、3倍、・・・の周波数の光を放出する光高調波発生はレーザー光の波長変換に用いられる。

注3. カウンターアニオン:
物質の主たる構成要素が正電荷を持つ場合に、物質全体で電荷を中性にするために取り込まれる陰イオン(アニオン)のこと。ここでは形式的に[Pt(en)2I]2+となる一次元鎖錯体の電荷を補うために必要となる。

詳細(プレスリリース本文)PDF

問い合わせ先

(研究に関すること)
東北大学大学院理学研究科化学専攻
名誉教授 山下正廣
TEL: 022-795-6544
Email: masahiro.yamashita.c5*tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

東北大学大学院理学研究科化学専攻
准教授 高石慎也
TEL: 022-795-6545
Email: shinya.takaishi.d8*tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

(報道に関すること)
東北大学大学院理学研究科
広報・アウトリーチ支援室 
Email:sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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