2017 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular Grid Wiring for Molecular Circuitry
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16H02299
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
彌田 智一 同志社大学, ハリス理化学研究所, 教授 (90168534)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河内 岳大 龍谷大学, 理工学部, 准教授 (70447853)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分子グリッド配線 / 金ナノロッド基板 / 分子素子 / 重合配線 / 連鎖的重縮合 / π共役系高分子 / YΔ変換 / 面内伝導度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、分子素子の本来のモチベーションである「分子で回路を創る」の視点に立ち戻り、多種多様な有機・超分子・高分子の簡便な電気伝導特性の評価と工学的に利用できるICチップのような集積化を試みる。これは、従来の「一対のナノギャップ電極を用いた夥しい回数の電気伝導測定と統計処理」を「夥しい数の超高密度ナノギャップ電極基板を用いた電気伝導特性の一括評価」に置き換える全く新しい方法論であり、（１）高密度に規則配列した金ナノロッド電極基板の量産、（２）金ナノロッド電極を架橋配線するπ共役系高分子ワイヤの連鎖的重縮合の開発、（３）金ナノロッド電極の表面プラズモンを利用した表面開始重合と表面停止重合の表面増強ラマン散乱（SERS）計測の開発、（４）分子グリッド配線基板のマクロな抵抗値から架橋配線一本の電気特性の評価の４つの要素技術
からなる。
同志社大へ異動した第二年次は，実験室整備と装置立上げに加えて，新たな研究協力者の確保と基礎トレーニングのため，４ヶ月の遅延を生じた．そこで，第二年次の主たる目標を（１）の高密度に規則配列した金ナノロッド電極基板の量産においた．その結果，第一年次の東工大研究室における品質の高120 nm、直径は12nm、ロッド間距離17 nm、表面密度10^11個／cm2の金ナノロッドアレイ基板を作製できるようになった。その基板を用いた鈴木―宮浦カップリングによるドナー性のポリフルオレンの表面開始重合について検討し，再現確認した．
総じて、第二年次において、異動に伴う遅延は計画通りの４ヶ月にとどまり，本年度の目標をほぼ達成できたと考える。
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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
同志社大へ異動した第二年次は，実験室整備と装置立上げに加えて，新たな研究協力者の確保と基礎トレーニングのため，申請時計画からの遅延を見込んだ．特に，基板作製担当の基礎トレーニングと電子顕微鏡担当者の確保の遅れはあったものの，見込みの４ヶ月の遅延にとどまり，修正した第二年次目標の（１）の高密度に規則配列した金ナノロッド電極基板の生産確立をほぼ達成できた．第一年次の東工大研究室で達成した品質の高120 nm、直径は12nm、ロッド間距離17 nm、表面密度10^11個／cm2の金ナノロッドアレイ基板を作製できるようになった。その基板を用いた鈴木―宮浦カップリングによるドナー性のポリフルオレンの表面開始重合について検討し，再現確認した．
以上より，本年度の目標をほぼ達成できたと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
各要素技術の目標をほぼ達成できているので、最終年度に統合技術である分子グリッド配線実験を繰り返し行い、プロセスの最適化と表面化意思重合、表面重合停止、分子グリッド配線ネットワークのマクロな電気特性評価に邁進する予定である。ただし，金ナノロッド基板の下地の金電極の除去を行い，面内絶縁性を確保する必要があり，予備的に目処をつけた金ナノロッドアレイの転写プロセスを高品質で確立する必要がある．分子グリッド配線基板の展開研究として、超高感度センシングおよび異種分子グリッドの集積回路化についても最終年度後半に着手する予定である。
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