CISS現象の基礎理解とペロブスカイト太陽電池の界面制御に新たな知見

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2026-08-28

engineering

{'items': [{'key': 'bjuu8', 'term': 'キラル', 'description': {'blocks': [{'key': 'anib2', 'text': '鏡に映した像が元の像と重なり合わない性質のこと。右手と左手の関係が代表的な例である。このような関係にある二つの分子を鏡像異性体（エナンチオマー）という。正四面体型の炭素原子に4つの異なる置換基が結合している場合、その炭素原子を不斉炭素原子といい、鏡像異性体が生じる原因となる。不斉炭素原子まわりの立体配置は、国際的な命名規則に従ってRまたはSで表される。本研究で用いたキラル二面性IDT骨格には2つの不斉炭素原子があり、(R,R)体と(S,S)体は互いに鏡像異性体の関係にある。一方、(R,S)体（または(S,R)体）は、不斉炭素原子を持つものの、分子全体として対称性を持つためキラルではなく、meso体と呼ばれる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'akgsb', 'term': 'IDT', 'description': {'blocks': [{'key': '7tgde', 'text': 'インダセノジチオフェン。複数の芳香環がつながった剛直で平面的なπ共役骨格の一つ。有機半導体材料の基本骨格として広く利用されている。本研究グループでは、IDT骨格の表側と裏側に異なる化学構造を導入した「二面性IDT」を開発し、さらにそこにキラリティを持たせた「キラル二面性IDT」を研究している。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '5hhoj', 'term': '正孔輸送材料', 'description': {'blocks': [{'key': '29hl1', 'text': '半導体中で電子が抜けた状態である「正孔」を効率よく輸送するための材料。太陽電池や発光デバイスなどでは、発生した電荷を電極まで運ぶ重要な役割を担う。本研究では、キラル二面性IDT骨格にトリアリールアミン部位を導入することで正孔輸送材料を設計した。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'ecfj7', 'term': '不斉誘起スピン選択性（CISS）', 'description': {'blocks': [{'key': '4it7a', 'text': 'Chirality-Induced Spin Selectivityの略。キラルな分子や物質を電子が移動する際に、一方の向きのスピンを持つ電子が選択的に輸送される現象。キラル分子が電子スピンを選別する「スピンフィルター」のように働く現象として、近年注目されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'b59ku', 'term': '電子のスピン', 'description': {'blocks': [{'key': '78at', 'text': '電子が持つ磁気的な性質のこと。一般に「上向き」と「下向き」の二つの状態として表される。通常の電流では両方のスピンを持つ電子が混在しているが、一方のスピンが多く含まれる電流をスピン偏極電流という。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '64up2', 'term': '光学活性体', 'description': {'blocks': [{'key': 'bogg1', 'text': 'キラルな分子のうち、右手型または左手型の一方が偏って存在する物質。直線偏光の偏光面を回転させる性質を持つため「光学活性」と呼ばれる。本研究では、(R,R)体および(S,S)体がこれに相当する。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 72, 'length': 5, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 81, 'length': 5, 'style': 'ITALIC'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '3p9a', 'term': 'メソ体やラセミ体', 'description': {'blocks': [{'key': '9s63k', 'text': 'メソ体は、不斉中心を持ちながらも分子全体として対称性を持つため、光学活性を示さない化合物である。ラセミ体は、(S,S)体と(R,R)体のような鏡像異性体が等量混合したもので、全体として光学活性を示さない。本研究では、これらを光学活性体と比較することで、キラリティがCISS特性や正孔輸送特性に与える影響を調べた。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 54, 'length': 5, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 61, 'length': 5, 'style': 'ITALIC'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['eng']

['Shuang Li', '石割文崇', '西久保 綾佑', '佐伯昭紀']

CISS効果は現在注目を集めていますが、分子構造とCISS特性の関係を系統的に調べる研究は、まだ十分には進んでいません。今回、Liさんが粘り強く研究を進めてくれたことで、3種類のキラル二面性材料を通じて不斉構造とスピン選択性の極性に一貫した対応が見えてきたことには、大きな達成感がありました。さらに、光学活性体で正孔移動度が約3倍に向上する、まだ理由のよく分からない興味深い現象も見つかりました。CISSとの関係を含め、この現象の正体をこれから明らかにしていくことが楽しみです。（石割 文崇招へい教員）

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佐伯 昭紀

教授

工学研究科

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/9edffb14f50a9e1f.html