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整流特性を有するメタロ超分子ポリマーの開発と素子化

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function
Project/Area Number 16H00973
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

樋口 昌芳  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (80306852)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsメタロ超分子ポリマー / head-to-tail構造 / 双極子モーメント / 整流特性 / 非対称配位子 / 酸化還元
Outline of Annual Research Achievements

平成29年度の研究実績:メタロ超分子ポリマーは、金属イオンと有機配位子の錯形成により得られる超分子型のポリマーである。メタロ超分子ポリマーにおける効率的な電子移動を目指して、ポリマー内のイオン移動性の向上を検討した。具体的には、カルボキシル基を導入した新たな非対称型有機モジュールを設計した。ターピリジン部位とピリジン部位のクロスカップリングを経て、目的とする非対称型有機モジュールを合成した。この非対称型有機モジュールと白金イオンを段階的に錯形成させることで、双極子モーメントの向きが揃ったメタロ超分子ポリマーを合成した。電極表面にポリマーが接続できるアンカー分子を導入することで、ポリマー鎖の双極子モーメントを揃えて、電極表面にポリマーを集積させた。得られたポリマー膜に対極を蒸着し、デバイスを完成させた。得られたデバイスに電圧を印加し、流れる電流値を測定した。その結果、ポリマー鎖の双極子モーメントの向きによる整流機能が発現することを見出した。一方、ポリマーの凝集構造を明らかにするために、走査型電子顕微鏡測定を行った。その結果、ポリマー鎖同士は凝集し、約300ナノメートルの太さのバンドル構造を形成していることが判明した。更に、このポリマーをイミダゾールの蒸気にさらすと、有機モジュールのカルボキシル基によって、イミダゾール分子がバンドル内部に取り込まれ、バンドルが膨潤する様子が確認できた。ポリマー鎖間の相互作用の変化が、外部刺激によって制御できることを見出した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] One-Dimensional Anhydrous Proton Conducting Channel Formation at High Temperature in a Pt(II)-Based Metallo-Supramolecular Polymer and Imidazole System2017

    • Author(s)
      Chakraborty Chanchal、Rana Utpal、Pandey Rakesh K.、Moriyama Satoshi、Higuchi Masayoshi
    • Journal Title

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      Volume: 9 Issue: 15 Pages: 13406-13414

    • DOI

      10.1021/acsami.6b12963

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Facile Ion Exchange in Metallo-supramolecular Polymer for Improved Electronic Properties2017

    • Author(s)
      Chanchal Chakraborty, Satoshi Moriyama, Masayoshi Higuchi
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市港北区)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Metallo-Supramolecular Polymer Nanosheets for Improved Electronic Properties2017

    • Author(s)
      Chanchal Chakraborty, Satoshi Moriyama, Masayoshi Higuchi
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市港北区)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Improved electrochromic memory in Au-nanoparticle containing metallo‒supramolecular polymers2017

    • Author(s)
      Chanchal Chakraborty, Masayoshi Higuchi
    • Organizer
      錯体化学会第67回討論会(北海道大学 札幌キャンパス、札幌、2017年9月16日~18日)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 整流特性を有するメタロ超分子ポリマーの開発と素子化2017

    • Author(s)
      樋口昌芳
    • Organizer
      分子アーキテクトニクス第9回領域会議(愛媛大学、2017年12月3日)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Pt(II)-Based Metallo-Supramolecular Polymer with Multi-Responsive Emission2016

    • Author(s)
      Chanchal Chakraborty, Satoshi Moriyama, Masayoshi Higuchi
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学横浜キャンパス(神奈川県横浜市神奈川区)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Multi-Responsive Pt(II) Containing Metallo-Supramolecular Polymer2016

    • Author(s)
      Chanchal Chakraborty, Satoshi Moriyama, Masayoshi Higuchi
    • Organizer
      錯体化学会第66回討論会
    • Place of Presentation
      福岡大学七隈キャンパス(福岡県福岡市城南区)
    • Year and Date
      2016-09-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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