2022 Fiscal Year Annual Research Report
スイッチング機能分子ダイオードを指向した電位勾配型シクロファンの創製と物性評価
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19K05436
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
迫 克也 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90235234)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 分子ダイオード / 分子エレクトロニクス / シクロファン / 電位勾配 / 三元系 / スイッチング機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、固体エレクトロニクスに代わる単一分子エレクトロニクスを構成する単一分子デバイスとして、スイッチング機能分子ダイオードを指向した新規な電位勾配型シクロファンオリゴマーを創製し、物性評価を行い、新物性のチューニングを探ることが目的である。
最終年度では、電位勾配分子ワイヤの重要な中間体として、剛直なシクロファン構造(B)にスイッチング電位勾配制御部(SG)として２つの4-ピリジル基（4-Py）を導入し、架橋部に２つの異なるドナー（DTFドナーとTTPドナー）を組み込んだ新規なスイッチング電位勾配制御機能を有するD-B(SG)-D‘シクロファン(DTF-Bis(4-Py)-PCP-TPP)の合成に成功した。
合成したD-B(SG)-D‘シクロファン(DTF-Bis(4-Py)-PCP-TPP)では、基準となる無置換体（DTF-PCP-TPP）及びフェニル置換体（DTF-Bis(4-Ph)-PCP-TPP）に比べ、第一酸化電位はピリジンアクセプターの導入により高電位シフトしたが、第二・第三・第四酸化電位ともに逆方向の低電位側へシフトした。
DTF-Bis(4-Py)-PCP-TPPの第一酸化電位と第二・三・四酸化電位の電位シフトが逆方向となったことから、導入したピリジンアクセプターから空間を介しての渡環相互作用の影響がDTF中性状態とDTFラジカルカチオン状態において、異なる方向性の電子的影響を及ぼしていることが分かった。これらの結果から、ピリジンアクセプター導入により、シクロファン架橋部に組み込まれたDTFドナー及びTTPドナーのレドックスをそれぞれ制御できる可能性を示し、電位勾配制御の可能性が期待できる。
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