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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Synthesis of functional molecules for molecular architectonics and elucidation of structure-property relationship

Planned Research

Project AreaMolecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function
Project/Area Number 25110004
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

家 裕隆  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80362622)

Project Period (FY) 2013-06-28 – 2018-03-31
Keywords有機化学 / ナノ材料 / 有機導体 / 少数電子素子 / 分子アーキテクトニクス
Outline of Annual Research Achievements

研究の全体構想は有機合成化学・構造有機化学に基づく機能性π電子系開発を切り口として、有機分子のエレクトロニクス応用に向けて基盤となる学術的成果を得ることである。この中で本研究では、分子アーキテクトニクスの実現に不可欠な“分子コンポーネント”を系統的に設計・開発し、分子構造に基づく物性と機能を明らかとすることを目的とする。具体的には、金属電極-有機分子界面での局所電子状態の解明と電荷輸送能の調節を目指した新規なアンカー分子、および、分子導線を開発する。さらに、これらの特徴を活かすことで、単分子ナノエレクトロニクス材料や集積化機能材料へと展開する。昨年度までに鎖長10nmの完全被覆型分子ワイヤの合成を達成し、その基礎物性評価と電気伝導特性評価を行った。本年度は学術論文投稿に向けてより精密な電気伝導特性評価が不可欠であるため、走査型トンネル顕微鏡を用いた電気伝導特性の再評価と温度依存性評価に注力した。さらに、一定間隔で捻じれを導入した被覆分子ワイヤの開発も達成したので、創出した分子ワイヤの基礎物性評価としてサイクリックボルタンメトリー測定や電子吸収スペクトル測定を行った。この分子ワイヤに関しても精密な電気伝導特性評価が不可欠であるため、走査型トンネル顕微鏡を用いた電気伝導特性の評価と温度依存性評価を精密に行った。アンカーユニットに関しては、共役を途切れさせることなく被覆導線部位と結合可能なユニットの重要中間体までを昨年度達成していた。今年度はこの合成を継続し、目的とする三脚分子を得ることができた。そこでこの分子に関しても基礎物性評価と単分子電気伝導特性評価を行った。いずれの項目に関しても目的とする実験計画を達成することができた。

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。

  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Enhanced Photovoltaic Performance of Amorphous Donor-Acceptor Copolymers Based on Fluorine-Substituted Benzodioxocyclohexene-Annelated Thiophene2017

    • Author(s)
      Y. Ie, K. Morikawa, W. Zajazkowski, W. Pisula, N. B. Kotadiya, G.-J. A. H. Wetzelaer, P. W. M. Blom, Y. Aso
    • Journal Title

      Adv. Energy Mater.

      Volume: 7 Pages: 1702506-1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/aenm.201702506

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis, properties, and photovoltaic characteristics of p-type donor copolymers having fluorine-substituted benzodioxocyclohexene-annelated thiophene2017

    • Author(s)
      Y. Ie, K. Morikawa, M. Karakawa, N. B. Kotadiya, G.-J. A. H. Wetzelaer, P. W. M. Blom, Y. Aso
    • Journal Title

      J. Mater. Chem. A

      Volume: 5 Pages: 19773-19780

    • DOI

      10.1039/C7TA05822E

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Influence of Terminal Imide Units on Properties and Photovoltaic Characteristics for Benzothiadiazole-based Nonfullerene Acceptors2017

    • Author(s)
      S. Chatterjee, Y. Ie, Y. Aso
    • Journal Title

      J. Photopolym. Sci. Technol.

      Volume: 30 Pages: 557-560

    • DOI

      10.2494/photopolymer.30.557

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 共役長を制御した単分子ワイヤの物性と電気伝導特性2018

    • Author(s)
      家 裕隆
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Invited
  • [Presentation] Development of novel units for single-molecule-based electronics2018

    • Author(s)
      Yutaka Ie
    • Organizer
      International workshop on molecular workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of donor-acceptor copolymers based on fluorine-substituted benzodioxocyclohexene-annelated thiophene2018

    • Author(s)
      Yutaka Ie
    • Organizer
      1st SANKEN JSPS Symposium for the Circulation of Talented Researchers
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 有効共役長を限定した被覆型オリゴチオフェン分子ワイヤの合成と単分子電気伝挙動2017

    • Author(s)
      井上拓也、家 裕隆、岡本祐治、大戸達彦、山田 亮、夛田博一、安蘇芳雄
    • Organizer
      第28回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] 単分子電気伝導測定の計測を指向してアンカー部位として熱変換型テトラベンゾポルフィリンを導入した長鎖ポリチオフェンの合成と物性2017

    • Author(s)
      丹波俊輔、家 裕隆、村松航太、奥島鉄雄、宇野英満、安蘇芳雄
    • Organizer
      第8回分子アーキテクトニクス研究会
  • [Presentation] 有効共役長を限定した被覆型オリゴチオフェン分子ワイヤの合成と単分子電気伝導2017

    • Author(s)
      井上拓也、家 裕隆、岡本 祐治、大戸達彦、山田 亮、夛田博一、安蘇芳雄
    • Organizer
      第8回分子アーキテクトニクス研究会
  • [Presentation] Non-fullerene Acceptors for Application to Organic Photovoltaics: Structures-Thin-film Properties-Photovoltaic Characteristics Relationship2017

    • Author(s)
      Yutaka Ie
    • Organizer
      13th International Conference of Computational Methods in Science and Engineering
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of New pi-Conjugated Systems towards Electronic Device Applications2017

    • Author(s)
      Yutaka Ie
    • Organizer
      ISPAC 2017 International Symposium on Pure & Applied Chemistry 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Non-fullerene Acceptors for Organic Photovoltaics: Structures-Film Properties-Photovoltaic Characteristics Relationship2017

    • Author(s)
      Yutaka Ie
    • Organizer
      ICMAT2017 9th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Novel pi-Conjugated Systems for Organic Semiconducting Materials2017

    • Author(s)
      Yutaka Ie
    • Organizer
      81st Prague Meeting on Macromolecules
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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