• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

ダイヤ分子凝集相の電子機能開拓

Publicly Offered Research

Project AreaNew Frontier in Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom
Project/Area Number 23110710
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 InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

笹川 崇男  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (30332597)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords分子固体 / ダイヤ分子 / 単結晶 / 第一原理計算 / 誘電特性 / 工学特性 / 新分子物質 / ナノ素材 / 光学特性
Outline of Annual Research Achievements

ダイヤモンドの結晶構造に特徴的な炭素のカゴ型クラスターを骨格にもつ化合物群「ダイヤ分子」は、バルク・ダイヤモンドの優れた物理的特性を受け継ぎつつ、ナノのサイズや特徴的な形状、高い対称性に起因した付加的電子機能を発現する可能性を秘めた新しい炭素系ナノテク素材である。全ての種類のダイヤ分子が室温で固体状態に凝集していることに我々は着目し、その結晶相に特有な新奇物性・電子機能の開拓に、実験と理論計算の双方から取り組んだ。
研究の前半では、水素終端されたダイヤ分子を対象に詳細な研究を行った。光学応用に有用な性質として、バルク・ダイヤモンドの間接遷移型バンドギャップがダイヤ分子結晶では直接遷移型になりギャップ値もケージ数で系統的に変化すること、高周波用の低損失な絶縁材料の可能性として誘電率がダイヤモンドに比べて半減すること、ダイヤ分子結晶が紫外光を吸収して蛍光する性質をもつことなどを見出した。また、実験検証の出発点として、ダイヤ分子を高度に精製し大型で純良な単結晶に合成する手法も確立した。
後半では、終端水素の化学置換により双極子モーメントを持つようになった「極性ダイヤ分子」を対象として、新たな研究展開を狙った取り組みを行った。ケトン化およびハロゲン化されたケージ数が1つと2つのダイヤ分子について、単離精製・単結晶化して基礎物性の実験的評価を行うと共に、分子単体および結晶相について第一原理計算による物性予測を進めた。誘電率の温度依存性において、結晶中の分子回転に起因する転移を反映した誘電異常の観測に成功した。これにより、回転のエネルギー障壁や異方性を制御・設計することにより、室温での強誘電性や非線形光学効果などの実現を目指す新たな研究の方向性を示すこともできた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Photoluminescence of Diamondoid Crystals(ダイヤ分子結晶の蛍光)2011

    • Author(s)
      W.A.Clay, T.Sasagawa, 他7名
    • Journal Title

      J.Appl.Phys.

      Volume: 110 Issue: 9

    • DOI

      10.1063/1.3657522

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ダイヤ分子の化学修飾・単結晶化と誘電特性2013

    • Author(s)
      笹川崇男、並木宏允
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島)
    • Year and Date
      2013-03-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ダイヤ分子凝集相の電子機能開拓2013

    • Author(s)
      笹川崇男
    • Organizer
      新学術領域「分子自由度が拓く新物質科学」第7回領域会議
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      2013-03-01
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Exploration of Novel Functions in Solid-State Polar Diamond Molecules2012

    • Author(s)
      並木宏允、笹川崇男
    • Organizer
      第21回有機結晶シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学(神奈川)
    • Year and Date
      2012-11-08
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Exploration of Novel Functions in Solid-State Diamond Molecules2012

    • Author(s)
      T. Sasagawa, A. Iwasa, H. Namiki, W.A. Clay, J.E. Dahl, R.M.K. Carlson, and Z.-X. Shen
    • Organizer
      International Union of Materials Research Societies - International Conference on Electronic Materials 2012
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2012-09-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Exploration of Novel Functions in Solid-State Polar Diamond Molecules2012

    • Author(s)
      H. Namiki and T. Sasagawa
    • Organizer
      International Union of Materials Research Societies - International Conference on Electronic Materials 2012
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2012-09-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Exploration of Novel Electronic Functions in Solid-State Diamond Molecules2012

    • Author(s)
      T. Sasagawa, A. Iwasa, H. Namiki, W. A. Clay, J. E. Dahl, R. M. K. Carlson, and Z.-X. Shen
    • Organizer
      9th International Conference on Nanosciences and Nanotechnologies
    • Place of Presentation
      Thessaloniki, Greece
    • Year and Date
      2012-07-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] On the Properties of Solid-State Diamondoids2012

    • Author(s)
      Takao Sasagawa
    • Organizer
      2012 Frontiers of Diamondoid Science Workshop
    • Place of Presentation
      Stanford, USA
    • Year and Date
      2012-06-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ダイヤ分子の電子機能開拓I-電子構造と光学機能-2012

    • Author(s)
      笹川崇男, 他6名
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東京都新宿区
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ダイヤ分子の電子機能開拓II-純良大型単結晶開発と誘電特性-2012

    • Author(s)
      並木宏允、笹川崇男, 他5名
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東京都新宿区
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ダイヤ分子凝集相の電子機能開拓2012

    • Author(s)
      笹川崇男
    • Organizer
      新学術領域「分子自由度が拓く新物質科学」第6回領域会議
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市
    • Year and Date
      2012-01-06
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Explorations of Novel Functions in Diamond Molecules2011

    • Author(s)
      T.Sasagawa, 他5名
    • Organizer
      22nd European Conference on Diamond, Diamond-like Materials, Carbon Nanotubes and Nitrides
    • Place of Presentation
      ドイツ・ガルミシュ
    • Year and Date
      2011-09-04
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ダイヤ分子凝集相の電子機能開拓2011

    • Author(s)
      笹川崇男
    • Organizer
      新学術領域「分子自由度が拓く新物質科学」第5回領域会議
    • Place of Presentation
      東京都文京区
    • Year and Date
      2011-06-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] 笹川研究室HP 報道・広報

    • URL

      http://www.msl.titech.ac.jp/~sasagawa/press.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.msl.titech.ac.jp/~sasagawa/press.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi