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切替

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1: 2014/08/31(日) 10:02:15.88 ID:???.net
固体有機材料のブレークスルーとなる新物質ができた。水素結合ダイナミクスで電気伝導性と磁性を同時に切り替えることができる純有機物質の開発に、東京大学物性研究所の上田顕(うえだあきら)助教、森初果(もりはつみ)教授らが初めて成功した。この物性切り替えが、熱による水素結合部の重水素移動と電子移動の相関に基づく新しいスイッチング現象であることを解明した。

水素結合を基にした新しい低分子系純有機スイッチング素子や薄膜デバイスの開発につながる発見として期待される。(中略)
8月15日付の米化学会誌「Journal of the American Chemical Society」オンライン版に発表した。
同誌の“ Spotlights(注目論文)”に選ばれている。

水素原子を介する結合は物質を構成する最も重要な化学結合のひとつである。水やタンパク質などの生体物質に存在し、生命や生活にとって不可欠な役割を果たしている。この水素結合で分子やイオンをうまく連結させると、その物性を制御したり、ある温度で切り替えたりすることが理論的に可能となる。
しかし、水素結合を用いた切り替えの成功例はこれまで、誘電性などごく一部に限られていた。

研究グループは、Cat-EDT-TTFと呼ばれる2個の有機分子が [O...D...O] 型の重水素を介した水素結合で連結された新物質を作った。この物質はユニット構造のみから構成され、金属や無機物を含んでいない。
電気抵抗率を室温から温度を下げながら測定したところ、マイナス88度(絶対温度185度)付近で急激に上昇し、半導体から絶縁体に変化した。同様に磁化率もやはりマイナス88度付近で急激に変化し、非磁性状態に変わった。

低温の側から加熱した場合には、逆の変化がマイナス88度付近で見られ、この温度で電気伝導性と磁性が同時に切り替わっていることを確かめた。一方で、この物質の水素結合部の重水素(D)が水素(H)である類似物質では、スイッチング現象は全く起きなかった。

続きはソースで

http://scienceportal.jp/news/newsflash_review/newsflash/2014/08/20140828_01.html

電気伝導性と磁性が切り替わる純有機物質の開発 ―重水素移動が握る物性変換の鍵―
http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/issp_wms/DATA/OPTION/release20140826.pdf

Hydrogen-Bond-Dynamics-Based Switching of Conductivity and Magnetism: A Phase Transition
Caused by Deuterium and Electron Transfer in a Hydrogen-Bonded Purely Organic Conductor Crystal
Akira Ueda et al., J. Am. Chem. Soc. (2014) DOI: 10.1021/ja507132m
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja507132m

引用元: 【化学】水素結合の変化で電導性と磁性が同時に切り替わる有機物を開発

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1: 2014/07/29(火) 19:51:11.82 ID:???.net
京都大学の野田進教授らによる研究グループは、物体からの熱輻射スペクトルを選択でき、オン/オフを超高速で切り替えることができる技術を世界で初めて開発することに成功した。

物体は加熱されると光を放射するという性質を持ち、様々な光源に利用されてきた。
しかし、熱輻射によって得られる光には複数のスペクトル(波長成分)が混ざっており、オン/オフの切り替えにも時間がかかるという課題があった。

今回の研究では、熱輻射を得るために物体の温度を変化させるのではなく、物体内部で起きている光と電子の相互作用を直接制御することを試みた。その結果、量子井戸とフォトニック結晶の効果によって特定の熱輻射スペクトルを抽出できることや、これまでの約6,000倍の速さでオン/オフを切り替えられることを明らかにした。

研究メンバーは、「今回実証した狭帯域な熱輻射の高速変調動作は、赤外線を利用した環境・バイオ分野のセンシング、イメージング等の応用において、極めて有用な要素技術になることが期待され、超小型・安価・低消費パワーな分析が実現できると考えられます」とコメントしている。

なお、この内容は7月28日に「Nature Materials」電子版に掲載された。

http://www.zaikei.co.jp/files/general/2014072915274270big.jpg
http://www.zaikei.co.jp/article/20140729/206541.html

京都大学プレスリリース:物体からの熱輻射を超高速に制御することに世界で初めて成功
-望む波長の光のみを放射し、高速でON/OFFできる理想的な熱輻射光源の実現-
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2014/140728_1.htm

"Realization of dynamic thermal emission control"
Nature Materials (2014) doi:10.1038/nmat4043
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4043.html

引用元: 【材料科学】京大、物体の熱輻射を超高速で制御することに成功 スペクトル選択して従来比6000倍の速さでオン/オフ

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