電子の豊富なドナー分子と電子の不足したアクセプター分子からなる交互積層型電荷移動錯体は、電荷輸送に携わる実効的なキャリアが少ないことから電気が流れにくいというのが通説でした。東京大学物性研究所の藤野智子助教（JSTさきがけ研究者）・森初果教授らの研究チーム、同大学院新領域創成科学研究科の岡本博教授・有馬孝尚教授の両研究チーム、分子科学研究所の中村敏和チームリーダー、岡山理科大学の山本薫教授、高輝度光科学研究センター（JASRI）の中村唯我研究員らと共同研究を実施し、分子軌道に着目した新しい設計により、交互積層型電荷移動錯体の高伝導化に成功し、一次元単結晶において室温・常圧で最高の伝導度を達成しました。ドナーとアクセプターの分子軌道のエネルギーと対称性を考慮した設計のもと、中性とイオン性の境界領域で、ドナーとアクセプターの分子軌道が強く混成した特異な電子状態を実現することができました。溶液状態で安定かつ大量生産が可能な新種の有機伝導体材料は、いまだ基礎研究の段階にある有機伝導体の材料研究をデバイス研究へと繋ぎ、両研究分野の相互発展を促す次世代の有機伝導体材料になりうると期待されます。
論文情報：”Orbital hybridization of donor and acceptor to enhance the conductivity of mixed-stack complexes”, Tomoko Fujino, Ryohei Kameyama, Kota Onozuka, Kazuki Matsuo, Shun Dekura, Tatsuya Miyamoto, Zijing Guo, Hiroshi Okamoto, Toshikazu Nakamura, Kazuyoshi Yoshimi, Shunsuke Kitou, Taka-hisa Arima, Hiroyasu Sato, Kaoru Yamamoto, Akira Takahashi, Hiroshi Sawa, Yuiga Nakamura, Hatsumi Mori, Nature Communications 15, 3028 (2024). DOI : 10.1038/s41467-024-47298-1
プレスリリース：「電気が流れる交互積層型電荷移動錯体の実現 ―常識を覆す、大量合成可能な新種の有機伝導体材料―」2024/4/16.