有機伝導体の分子配列と電子構造を精密に制御：三連結分子を考案し合成

愛媛大学の研究グループは、有機超伝導体の開発に向けて、有機伝導体の分子配列と電子構造を精密に制御することに成功した。この中で、電荷秩序状態を発現している物質を発見した。

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超伝導状態を引き起こしやすい物質を作製

　愛媛大学大学院理工学研究科（工学系）の御﨑洋二教授らによる研究グループは2023年12月、有機超伝導体の開発に向けて、有機伝導体の分子配列と電子構造を精密に制御することに成功したと発表した。この中で、電荷秩序状態を発現している物質を発見した。

　超伝導を発現する物質を開発するためには、物質中の原子配列を精密に制御する必要がある。最近の研究により、「電荷秩序状態」と呼ばれる物質の状態に、圧力などを適切に加えれば、超伝導になることが報告されている。ただ、電荷秩序状態を意図的に実現する方法は、これまで知られていなかったという。

　研究グループは今回、3つの分子を連結した三連結分子を考案。これを基に、特性が異なる分子を規則正しく配列させ、超伝導状態を引き起こしやすい物質を合成した。この分子を用い、さまざまな伝導体の候補物質を開発したところ、その中に電荷秩序状態を発現している物質を発見した。

無秩序な配列様式と規則正しい配列様式のイメージ［クリックで拡大］出所：愛媛大学

　今後は、見つかった物質に圧力などを加え、実際に超伝導になるかを検証する。また、関連する新たな分子の合成を行い、有機超伝導体を開発していく予定である。

　今回は、愛媛大学リサーチユニット｢エネルギーの高効率利用と貯蔵に関する材料開発研究ユニット（E-USE）｣の一環として共同研究を行った。