Precise synthesis of graphene nanoribbons using coordination nanospaces

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15374
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 28010:Nanometer-scale chemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kitao Takashi 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70830769)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ナノカーボン / 多孔性金属錯体 / グラフェンナノリボン / 単原子層材料 / ホスト-ゲスト

Outline of Final Research Achievements

Graphene nanoribbons, defined as nanometer-wide stripes of graphene, have attracted significant attention as candidates for next-generation semiconductor materials. The structural perfection of GNRs is an essential issue because their physical properties are critically dependent on nanoribbon’s width and edge geometry.　In this regard, simple and effective fabrication methods for atomically precise GNRs should be developed not only for fundamental research but also for their future applications in advanced opt-electronic devices. Here, we demonstrated the new strategy for preparation of the atomically precise GNR in the bulk scale using a metal-organic framework as a template.

Free Research Field

高分子化学、錯体化学、炭素材料科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在の半導体デバイスの多くはシリコンを用いて作製されているが、微細化による性能向上が今後鈍化していくことが予想されており、シリコンに代わる新しい半導体材料の開発は喫緊の課題である。高いキャリア移動特性とバンドギャップを併せ持つGNRは次世代電子デバイスの根幹を担う材料として、近年活発に研究がなされているが、未だに基礎研究の域を脱しておらず、革新的な合成技術の開発が必要である。構造の精密性とスケールの両方を解決する、本手法によって、GNRの安定的なサンプル供給を可能になるため、GNRの産業利用に向けた新たな段階へ推し進めるのに多大な貢献が期待できる。