2017 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis and assembly of organic/inorganic molecular composites bearing non-symmetric and/or non-linear single molecule electronic properties
| Project Area | Molecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function |
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| Project/Area Number |
25110002
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小川 琢治 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80169185)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷 洋介 大阪大学, 理学研究科, 助教 (00769383)
山下 健一 大阪大学, 理学研究科, 講師 (40468145)
田中 啓文 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (90373191)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 単分子電子素子 / カオス信号 / 電流ダイナミクス / ポリオキソメタレート / リザーバー計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的：高次に集積化することで新たな機能を発現することが期待できる機能単位（例えば、整流、負の微分抵抗、メモリ効果、スピントロニクス、積分発火素子など）を単一分子で実現するための分子設計と合成を行う。それらの単一分子での電気特性を計測し、集積化することでの高機能発現をカーボンナノチューブ電極などを用いた多探針計測で実証するまた、他班からの提案に基づく機能を実現するための分子構造を設計、合成する。それらを統合して新たな情報処理方法の可能性を探る。本年度は、以下の成果を得た。
1.種々の中心金属を持つポルフィリンを自由な順に並べたポルフィリンアレイの新規合成法を開発し、金属の並びによる触媒活性、センサー選択性、および単分子電気特性の違いを研究した。その結果、フリーベースポルフィリン－白金ポルフィリンの種々の組み合わせのダイマー（HH, HPt, PtPt）においてフリーベースポルフィリン部分のみが電圧により状態が変わるヒステリシスを示すことを明らかにした。そのため、HHでは3状態の伝導ヒステリシスをHPtでは2状態の伝導ヒステリシスを示し、PtPtではヒステリシスを示さないという結果を得た。
2.ポリオキソメタレート（POM）の単分子電気伝導の時間経過を研究し、その信号がI(t)=f(I(t-1))で表現できるダイナミクスを持つ事を明らかにした。信号を隠れマルコフニコフモデルでフィッティングし、伝導度の揺らぎをもたらす状態の遷移を明らかにし、その遷移確率を化学的な機構から解釈することを試みている。
3.ポルフィリンダブルデッカー錯体が、レドックス状態により上下のポルフィリン環のなす角度が異なる事を見出した。電子状態により分子が部分的に回転している事になり、将来の分子モーターの候補として興味深い。
4.水素原子が移動する化学反応の様子の単分子伝導度の変化による実時間観測を試みた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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