Fabrication of a hybrid of polysilane-ferromagnetic metal for normally-off computing

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05638
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35030:Organic functional materials-related
• Research Institution: Nara National College of Technology
• Principal Investigator: Matsuura Yukihito 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (00416322)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ポリシラン / メタクリル / 共重合体 / スピン伝導

Outline of Final Research Achievements

In this work, I have studied the synthesis of copolymers having polysilane and metahcryl blocks. It has been already known that pi-cojugated molecules have a high tunnel magnetoresistance of several ten percent by using experimental measurments. Polysilane has a sigma-conjugation extending along the Si-Si main chain by the Si 3p electrons. In this plan, I have prepared polysilane-metahryl block copolymers, which can be applied to construct a tunnel magnetoresistance device. The synthetic method was photopolymerization of methacryl monomer using the polysilane as a photo radical initiator to leave the polysilane block for constructing the block copolymers. Furthermore, I have calculated the spin conduction in the polysilane-block copolymers and other related peptide structures to confirm the molecular structure for increasing the TMR ratios.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究を遂行してポリシラン‐メタクリルブロック共重合体の化学構造を厳密に制御することが可能になり、ポリシランのトンネル磁気抵抗素子への応用の可能性をさらに高めることに成功した。また、量子化学計算により、らせん構造を持つ分子が高いスピン分極を誘起することが明らかになった。これを応用するために、メルカプト基をもつ有機分子とのエン‐チオール反応により、この有機分子とポリシランの間にS-C結合を形成して、ポリシラン‐有機分子のハイブリッド薄膜を形成することに成功した。タンパク質の中にはチオール基があることから、この共重合体はタンパク質との結合を形成するのに応用できることが明らかになった。