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ヘテロ原子ドープグラフェンナノリボンの合成法の開発・物性測定

Research Project

Project/Area Number 13J11059
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional materials chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

矢野 真葵  京都大学, エネルギー科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsグラフェンナノリボン / ボトムアップ / 化学気相成長法 / 走査型電子顕微鏡 / 走査型トンネル顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、グラフェンナノリボン(GNR)へのヘテロ原子導入によるp型、n型GNRのボトムアップ合成、および太陽電池としての応用を最終目的としている。本年度は硫黄ドープ窒素ドープGNR用モノマーを有機合成し、前駆体高分子の生成に成功した。また窒素ドープGNR用モノマーについても有機合成の検討を行った。
GNRは幅が数ナノメートル以下の縮環導電性高分子であり、その特異的な高移動度を示す性質により太陽電池やトランジスタなどの高性能デバイスへの応用が期待されている。さらにGNRにヘテロ原子を導入したヘテロドープGNRは、HOMO、LUMOの調節ができるため、p型半導体とn型半導体の作製が可能である。有用なn型有機半導体の材料はフラーレンに限られているのが現状であり、n型GNRは新たな高性能n型有機半導体材料として期待される。また、合成したn型GNRとp型GNRからなる高効率太陽電池への応用を目指した。
昨年度、新たに合成に成功したアセン軸を有するGNRはヘテロ原子を導入したヘテロ原子ドープGNRのモノマー構造にも応用することができる。末端にチオフェンを導入した硫黄ドープGNR用モノマー、ピリジンを導入した窒素ドープGNR用モノマーの合成および2zone RP-CVD によるGNR化を目指した。
アセン軸を有する基本骨格にチオフェンを導入した硫黄ドープGNR用モノマーを有機合成した。合成したモノマーを2zone RP-CVD法を用いてGNR化の条件検討を行い、前駆体高分子の生成をSTM(走査型電子顕微鏡)観察により確認した。GNR化についても、温度条件の検討により生成が見込まれる。
ピリジンを有する窒素ドープGNR用モノマーは、クロスカップリング反応の条件検討を多数試みたが、残念ながら成功しなかった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Width-Controlled Sub-Nanometer Graphene Nanoribbon Films Synthesized by Radical-Polymerized Chemical Vapor Deposition2014

    • Author(s)
      Hiroshi Sakaguchi, Yoshiyasu Kawagoe, Yoshitaka Hirano, Taku Iruka, Maki Yano, and Takahiro Nakae
    • Journal Title

      Advanced Materials

      Volume: 26 Issue: 24 Pages: 3134-3138

    • DOI

      10.1002/adma.201305034

    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] しなやかな分子の自己組織化が駆動する新規アセン型GNRの表面合成2015

    • Author(s)
      中江隆博,、小島崇寛、 宋少堂、 矢野真葵、 坂口浩司
    • Organizer
      分子アーキテクト二クス第6回研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-10-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規アセン型GNRのボトムアップ表面合成2015

    • Author(s)
      小島 崇寛、中江 隆博、宋 少堂、矢野 真葵、坂口 浩司
    • Organizer
      第26回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2015-09-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ボトムアップ表面合成したアームチェア型グラフェンナノリボンの薄膜物性2015

    • Author(s)
      小島 崇寛・中江 隆博・矢野 真葵・坂口 浩司
    • Organizer
      電気化学会第82回大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2015-03-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子細線幅グラフェンナノリボンのボトムアップ合成と電気特性2014

    • Author(s)
      中江 隆博・射鹿 拓・矢野 真葵・小島 崇寛・坂口 浩司
    • Organizer
      第5回分子アーキテクトニクス研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-11-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アームチェアー型Sub-1 nmグラフェンナノリボンの精密合成2014

    • Author(s)
      矢野 真葵・射鹿 拓・中江 隆博・小島 崇寛・坂口 浩司
    • Organizer
      第5回分子アーキテクトニクス研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-11-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アームチェアー型Sub-1 nmグラフェンナノリボンの精密合成2014

    • Author(s)
      矢野 真葵・射鹿 拓・中江 隆博・小島 崇寛・坂口 浩司
    • Organizer
      第8回物性科学領域横断研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ラジカル重合型化学気相成長法によるアームチェア端をもつsub-1nmグラフェンナノリボンの表面合成2014

    • Author(s)
      中江 隆博, 矢野 真葵, 小島 崇寛, 坂口 浩司
    • Organizer
      第47回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-09-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of width-controlled sub-1nm graphenenanoribbons by radical polymerization-chemical vapor deposition2014

    • Author(s)
      Takahiro Nakae, Maki Yano, Takahiro Kojima, Hiroshi Sakaguchi
    • Organizer
      CURO-π
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2014-08-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規化学気相成長法によるsub-l nmグラフェンナノリボンの表面合成2014

    • Author(s)
      矢野真葵、平野 善崇、小島 崇寛、中江 隆博、坂口 浩司
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(発表確定)
    • Year and Date
      2014-05-31
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規化学気相成長法による sub-1 nm グラフェンナノリボンの表面合成2014

    • Author(s)
      矢野 真葵・平野 善崇・小島 崇寛・中江 隆博・坂口 浩司
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ラジカル重合型化学気相成長法によるsub-1 nm幅グラフェンナノリボンの表面合成2014

    • Author(s)
      矢野 真葵、平野 善崇、小島 崇寛、中江 隆博、坂口 浩司
    • Organizer
      日本化学会第94回春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-03-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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