東大ら,ポリオキソメタレートを近赤外吸収半導体に

東京大学と岐阜大学は,ポリオキソメタレート(POM)を白金多核錯体で繋いで,電気を流すことに成功した(ニュースリリース)。

POMは,オレフィン水和反応における酸触媒,メタクリル酸合成の酸化触媒として工業利用され,水の酸化触媒の多電子移動反応の有望な候補となっている。最近では,集積体内の空孔を利用した触媒,吸着,プロトン伝導の機能性も見出されているが,POMの骨格自体を伝導体として検討しているものは,ほとんど無く,電子ドナー性の強いテトラチアフルバレンとの集積体,1例のみとなっている。

例が少ない理由は,POM自身がバルク固体では絶縁体であり,POM同士の電子的な相互作用が弱く,固体中で孤立した分子として振る舞うため。

そのような中,研究グループは,POMを一次元状の白金多核錯体と混合すると,両者が繰り返し並んだ集積体が得られ,電気が流れるパスが形成されることを見出した。POMに,Keggin型の{PMo12}3–を選び,白金四核錯体の{Pt4}4+を混合すると,–{PMo12}–{Pt4}–と繰り返し並んだ一次元集積体が得られた。

{PMo12}中の架橋酸素p軌道と,{Pt4}中の白金dz2軌道は,3.42Åの距離で近接し,–{PMo(+5.83)12}–{Pt(+2.25)4}–の混合原子価状態となり,各測定から,不対電子が一次元集積体全体にわたって非局在化していることがわかった。また,ペレット二端子法で測定した常温の導電率は 1.0×10−8S/cmで,活性化エネルギー0.60eVの半導体的に電気が流れることを明らかにした。

また,この集積化法には汎用性があり,負電荷をもち還元しやすいPOMと正電荷をもち酸化しやすい一次元状の白金多核錯体は,相性よく会合し,互いに酸化還元し,混合原子価状態となり集積化することがわかった。

Keggin型の{PMo12}3–と白金-パラジウム三核錯体の{Pt2Pd}2+を混合すると–{PMo(+6)12}–{Pt2Pd(+2.33)}–となり,Dawson型の{P2Mo18}6–と白金四核錯体の{Pt4}4+を混合すると–{P2Mo(+6)18}–{Pt(+2.25)4}–となり,常温の導電率は7.0×10−8S/cm,3.0×10−7S/cmと,より電気が流れやすくなることも明らかにしている。さらに,光学バンドギャップは0.6~1.2eVと近赤外光を強く吸収することもわかった。

研究グループは,POMはバンドギャップ制御,高伝導体,電池や触媒への応用が期待されるとしている。

キーワード:

関連記事

  • トルンプ、2025年度のEUV事業は9.2%増 レーザー事業は減収

    ドイツのレーザー加工機大手TRUMPF(トルンプ)は、2026年6月30日に終了した2025/26年度の業績を発表した。グループ全体の売上高は前年度比0.2%増の43億4,000万ユーロとほぼ横ばいだったものの、受注高は…

    2026.10.16
  • 日立ハイテクとZEISS、高NA-EUV量産を支える電子線検査装置の開発を加速

     日立ハイテクとドイツの ZEISS社は、高NA-EUVの量産を支える検査装置として、次世代マルチビーム電子線検査装置の共同開発を加速させると発表した。(ニュースリリース)  半導体製造工程では、高品質なデバイス製造のた…

    2026.10.01
  • 【解説】半導体を支える「光」 熊本県立大の新学部から見る半導体とフォトニクスの接点

     熊本県立大学は2026年9月1日、文部科学大臣から「半導体学部半導体学科」の設置認可を受けた(ニュースリリース)。2027年4月に開設し、1学年60人、教員16人体制で半導体分野の人材育成に取り組む。  「半導体学部」…

    2026.09.23
  • 【解説】AIで「シリコンサイクル」は変わるのか

    半導体市場はこれまで、需要増を受けた増産が供給過剰を招き、価格下落や設備投資の抑制につながる「シリコンサイクル」を繰り返してきた。ところが生成AIの急速な普及によって、この波の形が変わる可能性が出てきた(関連記事)。 A…

    2026.08.12
  • ニコン、新型アライメントステーションを発表 半導体露光工程を高度化

    ニコンは、半導体製造の露光プロセスにおいて高い精度と生産性を実現する新型アライメントステーション「Litho Booster 1000」を2027年1月に発売する(ニュースリリース)。同製品は、従来機種と比較して計測精度…

    2026.07.30

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア