2015 Fiscal Year Research-status Report
樹状配列したレドックス分子による傾斜接合界面の構築とキャリア輸送制御
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15K04590
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河内 岳大 東京工業大学, フロンティア研究機構, 特任准教授 (70447853)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノ表面・界面 / 自己組織化単分子膜 / 有機-金属接合 / 分子配列 / 電荷輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、レドックス活性分子であるビオローゲン（1,1'-二置換-4,4'-ビピリジニウム塩）を樹状に連結した分子傾斜構造の頂点部もしくは基底部に、ω-メルカプトデシル基を位置選択的に導入し、その構造に基づいた空間制御により金属表面への組織化を制御する。得られる組織化構造の異なる単分子膜（頂点型と基底型）の電子輸送特性を評価し、分子骨格から集合状態に至るまでの構造相関を系統的に調べ、分子傾斜構造に由来する機能（ダイオード性、ナノ空間など）を有する新しい電子伝達分子接合界面の開発を目指している。本年度は樹状分子群の合成法について再検討し、マイクロ波加熱を利用することで短時間かつ高収率で目的物を得ることができることを明らかにした。合成した樹状分子がAu-S結合を介して金基板上に組織化することを電気化学ならびにAFM観察により確認し、その集積構造が樹状構造を強く反映していることを確認した。得られた分子群の金表面への自己組織化挙動を詳細に検討し、パッキングや安定性に関する基礎的知見も得た。また、ビオローゲン樹状配列分子は価数の明確なポリカチオンであるため、金基板上に自己組織化した状態であっても、金属錯体アニオンや色素有機アニオンなどをユニット数に応じて補足するコンテナとして機能することを明らかにした。
マイクロ波加熱を駆使することで、ドナー分子であるピレンを樹状構造の頂点部に連結した分子群を合成することにも成功した。樹状構造中でのキャリア輸送に関する知見を得るため、レーザー励起時間分解分光測定による検討を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究はほぼ計画通りに進行しており、本年度で基礎検討が終了した。次年度行う予定であったSAMの電気化学測定およびAFM観察を前倒しで行った。ピレン連結樹状分子のレーザー励起時間分解分光測定には既に着手している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ピレン連結樹状分子のレーザー励起時間分解分光測定を進め、分岐の有無、分岐の世代、分岐の向きなどの一次構造が励起したピレンからの電子移動により発生するビオローゲンラジカルカチオンに及ぼす影響について検討する。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた機器の購入を次年度以降に変更したため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究の進捗をふまえ、スペックの見直しを含めて機器の購入を検討する。
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