量子ドット-有機分子精密配列構造の光応答性
Photoresponsivity of Ordered Coaggregates of Quantum Dots and Organic Molecules
有機材料と無機材料を融合した有機無機ハイブリッド材料は，融合することで初めて発現するユニークな物性・機能を創出できることから盛んに研究されている1）。例えば，π共役分子と無機材料である量子ドット（数nmの半導体）を組み合わせた場合，量子ドットの示す「強い光捕集力」のおかげで，共存するπ共役分子の励起状態をより高効率で作れる。しかしながら，全く性質の異なる「有機分子と量子ドット」を混合すると，同種同士で集まったマイクロメートルレベルでの層分離構造を形成するため，規則正しく有機分子と量子ドットを配列させることは困難である。
筆者らは，これまでに，有機分子の自己集合を利用することで，量子ドットの自在配列を試みてきた,sup>2）。最近，アゾベンゼン誘導体の集合体に量子ドットを混ぜることで，アゾベンゼン集合体と量子ドット集合体が数nm間隔で交互に配列することを発見した（図参照）3）。さらに，アゾベンゼンのトランス-シス光異性化を利用することで，配列構造の光制御を試みたところ，光照射に伴い配列構造が徐々に崩れていき，量子ドット間で起きていた蛍光共鳴エネルギー移動の効率が減少することが明らかになった。これは，量子ドット配列構造を光で制御した初めての例である。
本研究での知見を活かすことで，分子レベルでの配列制御が鍵となる光電子デバイスの高性能化，および光応答性を示す新規ハイブリッド材料の創製に繋がる。
1） M. Faustini, L. Nicole, E. Ruiz-Hitzky, C. Sanchez, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1704158.
2） M. Yamauchi, S. Masuo, Chem. Eur. J. 2019, 25, 167.
3） M. Yamauchi, S. Yamamoto, S. Masuo, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 6473.
山内光陽 関西学院大学生命環境学部