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本研究は光合成の初期過程での光電荷分離機構を模した分子レベルでのフォトダイオードを作ることを目的としている。原理は2枚の透明電極の間に電子受容体(A)、増感色素(S)、電子供与体(D)を電極面に垂直方向にこの順に配置し、Sの光励起により生成した電子と正孔をそれぞれAとDに渡し、ベクトル的に電荷分離し、さらにこれらを電極で取り出し光電変換を達成するものである。この空間配置は、A、S、Dの機能部位を有するそれぞれの両親媒性化合物をLB法で順次積み重ねるか、1分子内にA、S、D部位を有する両親媒性化合物を単分子膜として向きを揃えて並べて達成する。
本研究では、Sとして励起寿命の長いピレンとルテニウムトリスビピリジン錯体を選び、LB膜積層系では、Aとしてビオロゲン、Dとしてフェロセンおよびフェロセンのアシル化誘導体部位を有する膜分子を用い、分子内単分子膜系では、A、S、Dとしてビオロゲン、ピレン、フェロセンを用い、その光電変換能について以下の項目について検討した。1.A/S/D又はD/S/A型累積LB膜のフォトダイオードの作成。2.AAA/SSSS/DDDなど各成分を多層化したLB膜から成るフォトダイオードの作成。3.A/SおよびS/D間の光誘起電子移動速度のナノ秒レーザーによる評価。4.上記電子移動速度のエネルギーギャップ則の検討。5.一分子内にA、S、D部位を有する折れ曲り型および直線型AーSーD三つ組両親媒性化合物の合成。6.折れ曲り型および直線型AーSーD三つ組分子の単分子膜によるフォトダイオードの作成。7.AーSおよびSーD二つ組両親媒性化合物の合成とこれらの化合物の光誘起電子移動速度のナノ秒およびピコ秒レーザーによる評価。8.A、S、D間の主としてビシクロ環による硬い結合による結合の合成化学的検討。

【研究分担者】
佐治哲夫	東京工業大学	工学部	助教授	(Kakenデータベース)
大谷弘之	東京工業大学	工学部	助教授	(Kakenデータベース)
菅耕作	東京工業大学	工学部	助手	(Kakenデータベース)