リンク型ランタニドが結晶工学の分野に光を当てる

Apr 26, 2023

科学者たちは 2 つの柔らかい結晶を接続し、それらの間のエネルギー伝達を観察しました。この発見は、洗練された応答性の高い材料の開発につながる可能性があります。 日本の北海道大学の科学者らによるこの研究は、雑誌に掲載されましたネイチャーコミュニケーションズ。

ソフトクリスタルは、高度に規則正しい構造を持つ柔軟な分子固体です。 蒸気や摩擦などの外部刺激にさらされると、分子構造が再配列され、形状、色、発光の変化によって反応します。

「私たちは、柔らかい結晶を分子レベルで結合してそれらを結合すると何が起こるかを知りたかったのです」と、北海道大学の材料化学者であり、この研究の筆頭著者である長谷川泰親氏は言う。 長谷川氏と彼のチームは、ランタニドと呼ばれる希土類金属を使用しました。ランタニドのイオンは同様に大きな半径を持ち、したがって同様の構造を形成します。 ランタニド化合物は 15 種類あり、発光する可能性があるため興味深いです。

研究チームは、緑色に発光するランタニド系テルビウム（Tb）と黄色に発光するジスプロシウム（Dy）から作られた結晶の構造を研究した。 研究チームはまず、各ランタニドの結晶を個別に結合し、化合物内の構造とエネルギー伝達を観察した。 次に、彼らはこの情報を使用して、ピリジン結合を介して Tb(III) 結晶と Dy(III) 結晶を結合し、結合した「分子列」内のエネルギー移動の分子構造を調べました。

彼らが青色光を使用して列車のジスプロシウム端を励起すると、反対側のテルビウム端で緑色の発光が観察されました。 彼らの計算により、エネルギーは 1 つの結晶からもう 1 つの結晶に 150 マイクロメートルの距離で伝達されることが明らかになりました。 「このエネルギー移動距離は、ランタニド配位高分子や複雑系について報告されている最長のものです」と長谷川氏は言う。 テルビウム端は 0.60 ミリ秒間発光し続けました。

柔らかい結晶を接続すると、半導体、レーザー、光ファイバー、印刷などに応用できる新しい結晶構造の形成につながる可能性があります。

- このプレスリリースはもともと北海道大学のウェブサイトに掲載されたものです