2019 Fiscal Year Annual Research Report
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17H04794
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
田原 一邦 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (40432463)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / グラフェン / グラファイト / ナノ材料 / 自己組織化 / 電気化学 / 走査プローブ顕微鏡(STM, AFM) / 化学修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、グラフェンやグラファイト表面で有機分子が形成する自己集合単分子膜をテンプレートとし、申請者らが確立した条件で電気化学法で表面を化学修飾し、従来困難であった炭素表面へ任意の周期(位置)で有機基を導入し得る化学修飾技術を確立することを目的とする。作成される数nmの周期で精密修飾されたグラフェン半導体の構造と電子状態を明らかにし、それに基づいて高速動作FETや超高感度センサの開発や分子エレクトロニクス素子への展開を目指す。
これまでに、アルカンがグラファイトやグラフェンの表面に形成するラメラ型の自己集合単分子膜をテンプレートとして、炭素表面(動作電極)/有機溶媒(アルカンの溶液)/電解質水溶液の二溶媒界面系において、アリールジアゾニウム塩の一電子還元により発生させたアリールラジカルの付加反応を実施して、一次元周期的なグラファイトやグラフェンの化学修飾に成功した。H31年度は、直鎖のアルカンより一次元周期性を向上させるため、新たにアルカンの末端に二つのメトキシ基やブトキシ基が置換したいくつかの分子を合成し、そのテンプレートとしての効果を検証した。化学修飾後のグラファイトのSTM観測を行い、アリール基の付加位置について画像解析をもとに行なった。その結果、アルコキシ基が末端に置換した分子の方が、付加制度が幾分向上する傾向が見られた。
アルコキシ基が置換したデヒドロベンゾ[12]アヌレン(DBA)誘導体が有機溶媒とグラファイとの界面で形成するハニカム型の多孔性単分子膜を鋳型としてグラファイトの化学修飾を検討し、テンプレート効果が発現することを明らかにしている。H31年度は、ホモキラルなハニカム構造を作る新たなDBA誘導体を合成し、ホモキラルなハニカム構造を鋳型としてグラファイトを修飾したところ、付加したアリール基の配列のキラリティーを単一に制御することができた。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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