2021 Fiscal Year Annual Research Report
超高分解能原子間力顕微鏡を用いた単分子化学と炭素ナノ構造体の新展開
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19H00856
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
川井 茂樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, グループリーダー (30716395)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 表面反応 / 単分子 / 原子間力顕微鏡 / 走査型トンネル顕微鏡 / 炭素ナノ構造体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、単分子レベルの局所化学の創生と機能的な炭素ナノ構造体の合成である。近年、原子間力顕微鏡を用いて分子骨格を撮像できるようになり、表面化学の研究に大きな転機を迎えた。しかし、多彩な化学を探究するうえで、更なる展開が必要である。本研究では、単分子の励起状態と反応性を原子レベルで解明する原子間力顕微鏡の測定技術を開発する。また、分子内の特定部位に探針で操作した他の原子や分子をじかに反応させる局所合成化学を創生する。さらに、様々な炭素ナノ構造体の合成に必要な化学反応を開拓する。原子レベルで制御した機能的な炭素ナノ構造体は次世代デバイス材料に展開できると考えられ、本研究はそれを合成し評価するための学術と技術を創生する基盤研究である。
本年度では、局所化学に特化したSTM/AFM複合装置に関して、試料パーキングフォルダーや除振台の改良などを進め、概ね完了することが出来た。一方で、表面化学反応に特化したSTM/AFMシステムを用いて、表面上での薗頭反応の実現、ハロゲン結合膜を用いて表面準位の幽閉と分子軌道の相互作用、更に、表面上でのブロックコオリゴマーの実現などを行い、論文発表を行った。それ以外にも、グラフェンナノリボン内でのスピン操作、ヘテロ環を含むグラフェンナノリボンの実現、ヘテロ元素を含んだＣＯＦ膜やグラフェンナノリボン、局所的な探針反応を用いた構造異性化の制御、アルキル基とハロゲン原子を用いた自己集合膜の生成などを行った。これらの研究は、今後論文報告を順次行っていく予定である。
以上のように、本研究課題で単分子レベルの局所化学の創生と機能的な炭素ナノ構造体の合成を実現した。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
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[Presentation] On-Surface Synthesis of Multi-Block Co-Oligomers by Defluorinative Coupling of CF3-Substituted Aromatic Systems2021
Author(s)
S. Kawai, A. Ishikawa, S. Ishida, T. Yamakado, Y. Ma, K. Sun, Y. Tateyama, R. Pawlak, E. Meyer, S. Saito, A. Osuka
Organizer
The 29th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
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